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admin

2017-01-16 12:46:58

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철분[iron powder]

철분은 각종 금속분말 중에서 가장 다량 쓰이고 있으며 일본내 생산량은 연간 약16만톤이다. 그 제조로서 환원법 및 애터마이즈법의 두 방법이 주로 쓰이고 있다. 환원법에서는 고품위의 철광석 또는 강재의 열간압연 공정으로 생기는 밀스케일을 코크스 및 석회와 함께 1100～1200 ℃로 가열하고, 얻어지는 해면상(海綿狀)의 철괴를 분쇄한 후 환원가스 속 800～1100℃에서 마감환원하여 분말로 한다. 분말입자는 다공질로서 분말성형체의 강도는 높고 소결성이 좋다. 주로 분말야금(대부분은 소결기계부품)용의 원료분으로 사용되는 것 외에 용접봉, 분말절단, 파쇄로의 발열제, 탈산소제 등에도 쓰인다. 애터마이즈법에서는 철용탕의 가는 흐름에 10～15MPa의 수류제트를 스프레이하여 분화하고, 건조후 환원가스 속 800～1000 ℃에서 가열하고 표면산화물을 환원하여 얻어진다. 애터마이즈분말은 입도가 구형으로 성형성은 떨어지지만 유동성과 압축성이 좋고, 또 환원분에 비해 순도가 높으므로 소결강 단조부품, 소결합금강의 원료분으로 자주 쓰이고 있다.

이상의 방법 외에 전해법, 카르보닐법 등도 철분의 제조에 쓰인다. 전해법에서는 FeCl2＋NH4Cl＋NaCl 수용액 또는 FeSO4 ․7H2O＋(NH4)SO4 수용액을 전해액, 원료지금을 애노드로 하고, 분말 또는 해면상의 철을 캐소드로 전해석출시킨다. 그 후 석출물을 환원, 분쇄하고 분말을 얻는다. 압축성은 좋으나 성형성은 불량하여 일반의 소결기계부품용에는 사용되지 않으나 순도가 높으므로 연질자성재료용에는 사용된다. 카르보닐법에서는 소편상(小片狀)의 철에 15～20MPa의 CO가스를 200 ～220℃로 반응시켜서 카르보닐철 Fe (CO)5을 얻고, 이것을 증류한 후 1013hPa (1기압)보다 약간 높은 NH3 속 200～250 ℃ 하에서 분해하여 철분말을 얻는다. 이 상태에서는 다량의 C, N 및 O(모두 약0.8%)가 함유되어 있는데, 수소 속에서 환원하면 어느 것이나 약0.1% 이하가 된다. 환원한 카르보닐철분은 고순도이면서 미세하여 주로 연질자성재료 및 최근은 카르보닐 Ni분말 등과 함께 언바 등의 사출성형부품용 분말로도 쓰인다.