MIM における焼結硬化

焼結硬化とは何ですか?

焼結硬化は、焼結サイクルの冷却段階でマルテンサイト変態を引き起こすプロセスです。

つまり、粉末冶金材料の焼結と熱処理が 1 つのプロセスに組み合わされるため、材料の製造プロセスがより効率的になり、経済的メリットが向上します。

焼結硬化の特徴:

1) 金属の塑性が大幅に向上します。従来は鋳造でしか形成できず、鍛造では形成できなかったニッケル基合金も焼結硬化型鍛造で形成可能となり、鍛造可能な金属の種類が拡大しました。

2) 金属の変形抵抗は非常に小さい。一般に焼結硬化型鍛造の全圧は通常の型鍛造に比べて数分の1から10分の1程度です。したがって、小さなトン数の設備でより大きな型鍛造を行うことができます。

3) 高い加工精度 焼結硬化成形加工により、精密な寸法、複雑な形状、均一な結晶粒組織、均一な機械的性質、小さな取り代の薄肉部品が得られ、無切削でも使用可能です。したがって、焼結硬化成形は、切削加工をほとんどまたはまったく行わず、精密成形を実現する新しい方法です。

焼結硬化に影響を与える要因には主に次のものがあります。合金元素、冷却速度、密度、炭素含有量。

焼結硬化の冷却速度は2~5℃/sであり、材料中にマルテンサイト相変態を引き起こすのに十分な速さの冷却速度です。したがって、焼結硬化処理を採用することで、その後の浸炭処理を省略することができます。

材料の選択:
焼結硬化には特殊な粉末が必要です。一般に、鉄ベースの粉末冶金材料には次の 2 種類があります。

１）元素粉末混合粉末、すなわち元素粉末と純鉄粉とを混合した混合粉末。最も一般的に使用される合金元素粉末は、黒鉛粉末、銅粉末、ニッケル粉末です。銅粉やニッケル粉を鉄粉粒子上に部分拡散や接着処理により結合させることができます。

2) 焼結硬化において最も広く使用されている低合金鋼粉末です。これらの低合金鋼粉末の調製では、合金元素であるマンガン、モリブデン、ニッケル、クロムが添加されます。合金元素がすべて鉄に溶解しているため、材料の焼入れ性が向上し、焼結後の材料の微細構造が均一になります。