金属粉末射出成形における焼結品質に影響を与える要因

金属粉末射出成形における焼結品質に影響を与える要因

金属粉末射出成形とは、金属粉末を原料として、成形・焼結を経て金属材料や複合材料、各種製品を製造する技術です。 金属粉末射出成形法はセラミックの製造に似ているため、一連の新しい金属粉末射出成形技術を使用してセラミック材料を調製することもできます。 金属粉末射出成形技術の利点により、新しい材料の問題を解決する鍵となり、新材料の開発において重要な役割を果たしています。

焼結材料の性能に影響を与える要因には、粉末の特性、成形、焼結条件などがあります。 焼結条件の要素としては、昇温速度、焼結温度と焼結時間、冷却速度、焼結雰囲気、圧力条件などが挙げられる。

焼結温度と焼結時間は、焼結体の気孔率、密度、強度、硬度に影響を与える可能性があります。 高い焼結温度と長い加熱時間は、製品の性能を低下させ、さらには製品の燃焼欠陥を引き起こす可能性があります。 一方、焼結温度が低い場合や加熱時間が長い場合は、焼結プロセスにより性能が低下する可能性があります。

金属粉末射出成形で一般的に使用される焼結雰囲気は、減圧雰囲気、真空、水素などです。焼結雰囲気は焼結体の性能に直接影響します。 還元性雰囲気中で焼結するとブロック燃焼を防止し、表面酸化物の還元が可能になります。 たとえば、鉄および銅ベースの製品では通常、ガスまたはアンモニアが使用されますが、硬質合金およびステンレス鋼では通常、純粋な水素が使用されます。 金属または高融点金属、Tic合金を含む超硬合金、およびステンレス鋼は真空焼結に使用できます。 真空焼結により有害な成分を回避できます。 金属粉末射出成形の液相焼結法では、粉末ブロック内に 3 つ以上の成分が存在する場合、粉末ブロック内に少量の液相が生成され、成分の融点で焼結する可能性があります。

焼結プロセス中に、加圧焼結により粉末に圧力が加えられ、緻密化プロセスが促進されます。 焼結とホットプレスが同義語になる場合もありますが、ホットプレスとは、粉末成形および焼結後に直接製品を得るプロセスを指します。

同時に、焼結体の性能を向上させながら、焼結温度と焼結時間を大幅に短縮するためにいくつかの物理的または化学的手段が講じられています。