粉末冶金の基本的なプロセスとは何ですか？

粉末冶金による製造プロセスは、5つの主要なステップから構成される。

1. 粉末製造：

このプロセスでは、原材料を 金属粉末粉末製造の一般的な方法としては、酸化物還元法、噴霧法、電気分解法、回転電極法、機械的粉砕法などがある。

2. 混合:

混合とは、必要な粉末を特定の割合で混合して均質な混合物を作り、それを用いて粉末成形品を製造する工程です。混合方法には、乾式混合、半乾式混合、湿式混合の3種類があります。粉末の予備混合の過程では、粒子の密度の違いにより分離が生じる可能性があります。バインダーは、分離を効果的に防止し、粒子の均一な分布を確保し、空隙を埋め、成形品の強度を高めることができます。

3. 形成：

成形とは、均一に混合された粉末を型に入れ、加圧して、一定の形状、サイズ、密度を持つ成形品を作る工程である。一般的な成形方法には、冷間プレスと熱間プレスがある。

4. 焼結：

焼結とは、成形体を加熱することで粒子間の拡散、溶着、再結晶化を促進し、強固な結合、気孔率の低減、密度の向上をもたらすプロセスである。これにより「結晶結合」が形成され、材料に望ましい物理的および機械的特性が付与される。

5. 後処理:

焼結粉末冶金製品はそのまま使用できますが、より高い性能が求められる場合は、追加の後処理が必要になる場合があります。一般的な後処理方法には以下のようなものがあります。

1. サイズ： これは、焼結された部品を、元の金型と構造が類似したサイズ調整用金型に入れ、圧力を加えることで寸法精度を向上させ、表面粗さを低減し、焼結中に生じた軽微な変形を修正する工程である。

2. オイル含浸： 部品を100～200℃の高温油に浸漬するか、粉末部品の細孔に真空含浸法で油を浸透させる工程。油含浸処理を施した部品は、耐摩耗性と防錆性が向上する。

3. 蒸気処理： 鉄を主成分とする部品を500～600℃の蒸気で処理すると、表面に硬くて緻密な酸化皮膜が形成され、耐摩耗性と防錆性が向上する。

4. 硫化： 部品を120℃の溶融硫黄浴に浸漬し、数分後に取り出した後、水素雰囲気下で720℃まで加熱する。これにより表面の細孔に硫化物が形成され、部品の耐摩擦性と被削性が大幅に向上する。