粉末冶金は、名前が示すように、金属粉末を原料として使用する処理方法であり、さまざまな製品を作るために押し付けられ、焼結されています。これは新しいプロセスやテクノロジーではなく、古代エジプトにまでさかのぼることさえできます。しかし、今日の持続可能な開発とグリーン開発の追求において、それは時代の発展に沿っており、ますます使用されています。今日は、この製造方法を見てみましょう。これは、全員の部品製造方法に新しいオプションを提供する可能性があります。
プロセス
粉末冶金は鍛造や鋳造に似ていますが、その違いは、その原料が金属粉末（一般的に鉄、鋼、銅など）であることです。粉末原料は、複雑な金型を使用して室温（特殊な場合に加熱）で押されます。プレスされたワークのサイズは完成品に近いですが、その機械的特性はまだ不安定です。さらに強化するために、使用する金属の融点よりも近いがわずかに低い温度で焼結します。この時点で、製品の微細構造が変化し、正確な寸法と高強度のコンポーネントが得られます。
一般的に言えば、粉末冶金によって得られた部品は直接使用できますが、耐性、密度、強度、形状、腐食抵抗、およびその他の特性を強化または改善するために、仕上げ、熱処理、電気処理またはコーティング、ショットピーニングなど、必要に応じて必要に応じて二次処理のために処理することもできます。
粉末冶金の利点
他の製造技術と比較して、粉末冶金は材料廃棄物をほとんど生成しません。材料の利用率は97％を超え、複雑な幾何学的形状を直接形成し、焼結された製品で緊密な寸法耐性制御を維持し、従来の製造プロセスでの処理操作を削減または完全に排除することができます。これが、グリーン製造技術と呼ばれる理由です。
これらのプロセスによってもたらされる節約に加えて、パウダー冶金には独自の独自性があります。化学組成の組み合わせの比率、微細構造の制御、多孔性の制御など、従来の処理で達成することが困難または不可能ないくつかの制御を実現するために、原材料の利点を粉末として使用します。
特定の製品の例を使用して、すべての人の理解を高めましょう。
1.一緒に溶解できない材料を組み合わせます
粉末冶金は、通常、親密な混合形態で互換性がないと見なされる材料の組み合わせを処理することができます。このような粉末冶金アプリケーションの実証済みの例は次のとおりです。
ブレーキライニングとクラッチの顔の摩擦材料は、一連の非金属材料があります
（耐摩耗性またはコントロール摩擦レベルを付与するために使用）は、銅または鉄のマトリックスに埋め込まれています。
セメント炭化物多くの場合、ツールを切断したり、ツールを形成したり、研磨剤を形成したりします。それらには、金属に結合した硬質相が含まれます。これは、バインダーの融点の上の温度での液相焼結によってのみ生成できる微細構造です。コバルトに結合したタングステン炭化物はこの材料の主な例ですが、他の炭化物、窒化物、炭化物または酸化物を含む他のセメント炭化炭化物も使用でき、コバルト以外の他の金属はバインダーとして使用できます（NI、NI-CR、ニッケルコバルトなど）。
ダイヤモンド切削工具材料細かいダイヤモンドグリットが金属マトリックスに均等に分散されています。繰り返しますが、これらの材料の処理には液相焼結が使用されます。銅/タングステン、銀/酸化物カドミウムなどの電気接触材料。
2。融点が非常に高い材料の処理
粉末冶金技術は、タングステン、モリブデン、タンタルなどの耐火物を含む、非常に高い融点で材料を処理できます。このような金属は、融解と鋳造によって生成が困難であり、一般的に鋳造状態では非常に脆いです。タングステンビレットの生産は、粉末冶金の初期のアプリケーションの1つであり、その後、白熱灯のワイヤーを描くために使用されました。
3。気孔率が制御されている製品
粉末冶金技術は、制御された構造的多孔性を持つ製品を生産できます。焼結フィルター要素は、このようなアプリケーションの例です。もう1つの主要な例は、粉末冶金の最も古い用途の1つであるオイル保持または自己潤滑ベアリングです。この粉末構造の相互接続された多孔度は、潤滑油を封じ込めるために使用されます。
4。優れた特性を持つ製品
特定の特定の用途では、粉末冶金プロセスは、従来の鋳造または鍛造プロセスとは対照的に、微細構造の優れた制御を通じて優れた特性を生成することがよくあります。このようなアプリケーションの良い例は次のとおりです。
磁気材料
ほぼすべての硬い（永久的な）磁石と柔らかい磁石の約30％が粉末原料から加工されています。
高速スチール
粉末冶金加工材料は、鍛造製品よりも細かく制御された微細構造を備えており、靭性と切断性能を高めます。
ニッケルまたはコバルトベースの高温合金
ニッケルベースまたはコバルトベースのスーパーアロは、航空宇宙エンジンアプリケーションで使用されます。ここでは、粉末冶金プロセスでは、従来では達成できない組成範囲と微細構造制御を提供し、それにより動作温度と性能が向上します。
粉末冶金の制限
粉末冶金にはさまざまな利点がありますが、その用途にはまだいくつかの制限があります。主なポイントは次のとおりです。
1。部品サイズと重量は限られています：
粉末冶金には、プレスを使用するプレスプロセスが必要です。したがって、現在のプレストン数によって制限されており、サイズを非常に大きくすることはできず、一般的には最大で約250mmです。さらに、金属粉末の流動性が限られているため、粉末冶金プロセスを使用して20kgを超える体重の部品を生産することは依然として困難です。
2。衝撃および動的負荷アプリケーションには適していません
粉末冶金部品の密度は通常低いため、その強度と靭性は、鍛造部品や機械加工された部品ほど良くありません。粉末圧縮と焼結の後の細孔も、材料の機械的特性に影響します。これにより、パウダー冶金部品は、高ストレスや衝撃や高い動的荷重などの高いひずみアプリケーションには適していません。
3.より高い機器と金型コスト
粉末冶金のプロセスは、特別な金型と機器を使用する必要があり、コストが比較的高いことを決定します。小規模なバッチ生産では経済的ではないため、通常、大規模な生産に粉末冶金が適しています。（文章来源：imechanics机械）
