粉末金属部品の製造のための設計方法
親愛なる友人、これらの粉末金属設計のヒントを使用して、最大限に活用できるコンポーネントを作成できます。粉末冶金技術これは粉末金属部品の設計に関する包括的なマニュアルではありません。ただし、これらのガイドラインに従うことで、製造効率が向上し、ツールのコストが削減されます。
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粉末金属材料
鉄系粉末冶金材料
鉄系粉末冶金材料は、主に鉄元素で構成され、C、Cu、Ni、Mo、Cr、Mnなどの合金元素を加えて形成される鉄鋼材料の一種です。鉄系製品は、粉末冶金業界で最も生産性の高いタイプの材料です。
1. 鉄系粉末
粉末冶金鉄系材料および製品に使用される粉末には、主に純鉄粉、鉄系複合粉、鉄系プレアロイ粉などがあります。
2. PM鉄系製品
従来のプレス/焼結技術では、一般的に密度6.4〜7.2g/cm3の鉄系製品を生産することができ、衝撃吸収、騒音低減、軽量、省エネなどの利点があり、自動車、オートバイ、家電製品、電動工具などの産業で使用されています。
3. 粉末射出成形（MIM）鉄系製品
金属粉末射出成形（MIM）は、金属粉末を原料としてプラスチック射出成形プロセスにより複雑な形状の小型金属部品を製造します。MIM材料に関しては、現在使用されている材料の70％はステンレス鋼であり、20％は低合金鋼材料です。MIM技術は、携帯電話のSIMクリップ、カメラリングなど、携帯電話、コンピューター、補助機器業界で広く使用されています。
粉末冶金超硬合金
超硬合金は、遷移族耐火金属炭化物または炭窒化物を主成分とする粉末冶金硬質材料です。強度、硬度、靭性が優れているため、主に切削工具、採掘工具、耐摩耗部品、トップハンマー、ロールなどに使用され、鉄鋼、自動車、航空宇宙、CNC工作機械、機械産業金型、海洋工学設備、鉄道輸送設備、電子情報技術産業、建設機械などの設備製造加工、鉱業、石油・ガス資源採掘、インフラ建設などの産業で広く使用されています。
粉末冶金磁性材料
粉末成形と焼結法で製造される磁性材料は、粉末冶金永久磁性材料と軟磁性材料の2種類に分けられます。永久磁石材料には、主にサマリウムコバルト希土類永久磁石材料、ネオジム、鉄、ホウ素永久磁石材料、焼結アルニコ永久磁石材料、フェライト永久磁石材料などがあります。粉末冶金軟磁性材料には、主にソフトフェライトと軟磁性複合材料があります。
粉末冶金法による磁性材料製造の利点は、単一ドメインのサイズ範囲の磁性粒子を製造できること、プレス工程中に磁性粉末の一貫した配向を実現できること、特に加工が難しい硬くて脆い磁性材料の場合、最終形状に近い高磁気エネルギー積の磁石を直接製造できることです。材料面では、粉末冶金法の利点がより顕著です。
粉末冶金超合金
粉末冶金超合金はニッケルをベースとし、Co、Cr、W、Mo、Al、Ti、Nb、Taなどのさまざまな合金元素が添加されています。優れた高温強度、耐疲労性、高温耐腐食性などの総合的な特性を備えています。この合金は、航空エンジンのタービンシャフト、タービンディスクバッフル、タービンディスクなどの主要なホットエンド部品の材料です。処理は主に粉末の準備、熱固化成形、熱処理で構成されます。
当社の専門チームがお客様の物件の特性に応じて材料のアドバイスをいたします。粉末金属部品価格、耐久性、品質管理、特定の用途に関するお客様のニーズを満たすために使用できる幅広い原材料は、部品の製造に粉末金属を使用する主な利点の 1 つです。鉄、鋼、スズ、ニッケル、銅、アルミニウム、チタンは、頻繁に使用される金属です。青銅、真鍮、ステンレス鋼、ニッケルコバルト合金、タングステン、モリブデン、タンタルなどの耐火金属を使用することもできます。粉末金属プロセスには、さまざまな金属を組み合わせて、お客様の用途の要件に合わせた独自の合金を作成することが含まれます。強度と硬度に加えて、製造プロセスの重要な要素として、自己潤滑性、耐腐食性、およびその他の品質の設計をお手伝いできます。これらの独自の金属粉末混合物を使用して、最大 100 個/分の生産速度で複雑な構造をプレスできます。
| タイプ | 説明 | 一般的なフォーム | アプリケーション | 密度 (g/cm³) |
|---|---|---|---|---|
| 鉄系粉末 | 鉄系製品のベース素材。 | 純粋、複合、プレアロイ | 基本的な粉末冶金プロセスで使用されます。 | 該当なし |
| PM鉄系製品 | 従来のプレス/焼結法を使用して製造されます。 | 該当なし | 自動車、バイク、家電、電動工具など。衝撃吸収、騒音低減、軽量化を実現。 | 6.4から7.2 |
| MIM鉄系製品 | 金属粉末射出成形により製造された小型で複雑な部品。 | ステンレス鋼、低合金鋼 | 携帯電話のSIMクリップ、カメラリングなどの民生用電子機器。 | 該当なし |
| 超硬合金 | 切削工具や採掘工具などに使用される硬い材料。 | タングステンカーバイド | 切削工具、採掘工具、耐摩耗部品など | 該当なし |
| 磁性材料 | 永久磁性材料と軟磁性材料。 | サマリウムコバルト、ネオジム、フェライト | 電子機器、電気アプリケーション、モーター、センサー。 | 該当なし |
| 粉末冶金超合金 | 優れた高温特性を持つニッケル基合金。 | ニッケル、Co、Cr、W、Mo、Al、Ti | タービンシャフトやディスクなどの航空エンジン部品。 | 該当なし |
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適切な合金の粉末が混合されたら、垂直油圧または機械プレスに投入され、工具鋼またはカーバイドの金型に堆積されます。JIEHUANG は、最大 4 つの異なるレベルの微細なディテールで部品をプレスできます。サイズと密度の要件に応じて、この方法では 15 ～ 600 MPa の圧力を使用して、最終設計に必要なすべての幾何学的特性を備えた「グリーン」部品を生成します。ただし、この時点では、部品の正確な最終寸法も機械的特性も存在しません。その後の熱処理、つまり「焼結」ステップで、これらの機能が完成します。
金属焼結（粉末冶金における焼結プロセス）
未焼成のピースは、必要な最終強度、密度、寸法安定性に達するまで焼結炉に投入されます。焼結のプロセスでは、保護された環境で部品の主粉末成分の融点以下の温度に加熱され、部品を構成する金属粉末粒子が分子的に結合されます。
圧縮された粒子間の接触点のサイズと強度が増し、部品の技術的特性が向上します。最終的な部品パラメータを満たすために、焼結により、プロセス設計に応じて部品が収縮、膨張、導電性の向上、および/または強度の向上が行われます。焼結炉では、部品が連続コンベアに載せられ、炉のチャンバー内をゆっくりと搬送され、3 つの主なタスクが実行されます。
圧縮工程で粉末に添加された不要な潤滑剤を除去するため、部品はまずゆっくりと加熱されます。次に部品は炉の高熱ゾーンに送られ、1450° ～ 2400° の範囲で正確に制御された温度で部品の最終的な品質が決定されます。この炉室内の雰囲気を慎重にバランスさせることで、特定のガスが追加され、既存の酸化物が減少し、この高熱段階で部品がさらに酸化されるのを防ぎます。部品を完成させるため、または追加プロセスに備えるために、部品は最終的に冷却室を通過します。使用される材料と部品のサイズに応じて、サイクル全体に 45 分から 1.5 時間かかります。
後処理
一般的に、焼結製品そのまま使用できます。ただし、高精度、高硬度、耐摩耗性が求められる焼結金属製品には、焼結後の処理が必要です。後処理には、精密プレス、圧延、押し出し、焼入れ、表面焼入れ、油浸漬、浸透などがあります。
粉末冶金の表面処理プロセス
粉末冶金製品に遭遇するかもしれません、粉末冶金ギア粉末冶金部品の耐摩耗性、耐錆性、耐腐食性、疲労強度を向上させるために、錆びやすい、傷がつきやすいなどの欠点を持つ金属の表面処理を行います。Jiehuangは粉末冶金部品に表面処理を施し、表面の機能性を高め、表面の密度を高めます。では、粉末冶金の表面処理プロセスとは何でしょうか？
粉末冶金における一般的な表面処理プロセスは次の 5 つです。
1.コーティング：処理された粉末冶金部品の表面に化学反応を起こさずに他の材料の層をコーティングすること。
2.機械的変形法：加工対象となる粉末冶金部品の表面を機械的に変形させ、主に圧縮残留応力を発生させ、表面密度を高めます。
3.化学熱処理：C や N などの他の元素は処理された部品の表面に拡散します。
4.表面熱処理：温度の周期的な変化によって相変化が起こり、処理された部品の表面の微細構造が変化します。
5.表面化学処理：処理される粉末冶金部品の表面と外部反応物との間の化学反応。
高品質の粉末金属部品は、さまざまな業界向けの当社の専門分野です。当社のソリューションは、高耐久性動力伝達部品や精密医療機器など、あらゆる用途に適しています。
