粉末金属部品の製造設計方法
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、最大限の効果を発揮す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。しかし、これらのガイドラインに従うことで、製造効率を向上させ、金型コストを削減することができます。
ジェファンに連絡する 粉末冶金会社として、できるだけ早くご相談ください。粉末冶金製造における粉末金属部品の最大限の活用をお手伝いいたします。粉末金属の製造を他の製造技術と比較検討することも可能です。当社の知識をご活用いただき、お客様の製造目標の達成とそれを上回る成果を実現してください。まずはお気軽にお問い合わせください。私たちは粉末金属設計に情熱を注いでおり、お手伝いさせていただきます。
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などの合金元素を添加し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、主に純鉄粉末、鉄系複合粉末、鉄系プレアロイ粉末などがあります。
2. PM鉄ベース製品
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を用いて複雑な形状の小型金属部品を製造する技術です。MIMに使用される材料のうち、現在使用されている材料の70%はステンレス鋼、20%は低合金鋼です。MIM技術は、携帯電話、コンピューター、および携帯電話のSIMカードやカメラリングなどの周辺機器業界で広く利用されています。
粉末冶金用超硬合金
超硬合金は、遷移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、機械産業の金型、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に広く使用されています。
粉末冶金磁性材料
粉末成形法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含まれます。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含まれます。
粉末冶金法による磁性材料製造の利点は、単磁区サイズ範囲の磁性粒子を製造できること、プレス工程において磁性粉末の均一な配向を実現できること、そして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あり、特に加工が困難な硬脆性磁性材料においてその優位性は顕著です。材料面では、粉末冶金法の利点はより顕著です。
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などの各種合金元素を添加した合金です。優れた高温強度、耐疲労性、耐高温腐食性などの総合的な特性を有し、航空機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重要な高温部品の材料として利用されています。製造工程は主に粉末調製、熱間成形、熱処理工程で構成されています。
当社の専門チームがお客様の物件の特性に基づいて材料に関する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、そして特定の用途といった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、部品製造に粉末金属を採用する主なメリットの一つです。鉄、鋼、錫、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、タンタルなどの高融点金属も使用できます。粉末金属プロセスでは、様々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ります。強度や硬度に加え、自己潤滑性、耐腐食性、その他の特性も製造プロセスの重要な要素として設計できます。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加工できます。
| 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 | 鉄系製品の基材となる材料です。 | 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鉄ベース製品 | 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、オートバイ、家電製品、電動工具など。衝撃吸収、静音化、軽量化を実現します。 | 6.4から7.2 |
| MIM鉄ベース製品 | 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消費者向け電子機器。 | 該当なし |
| 超硬合金 | 切削工具や採掘工具に使用される硬い材料。 | 炭化タングステン | 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、コバルト、クロム、タングステン、モリブデン、アルミニウム、チタン | 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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適切な合金粉末を混合した後、垂直油圧プレスまたは機械プレスに投入し、工具鋼または超硬合金製の金型に充填します。JIEHUANGは、最大4段階の微細加工を施した部品をプレス加工できます。サイズと密度の要件に応じて、この方法では15～600MPaの圧力をかけ、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」部品を製造します。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未完成です。その後の熱処理、いわゆる「焼結」工程で、これらの特性が完成します。
金属焼結（粉末冶金における焼結プロセス）
成形された成形品は、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。焼結プロセスでは、部品の主成分である粉末の融点よりも低い温度で保護された環境下で加熱され、部品を構成する金属粉末粒子が分子レベルで結合されます。
圧縮された粒子間の接触点のサイズと強度が増大し、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、焼結はプロセス設計に応じて、収縮、膨張、導電性の向上、および／または部品の強度向上などを行います。焼結炉では、部品は連続コンベアに載せられ、炉内のチャンバー内をゆっくりと搬送され、主に3つのタスクを実行します。
成形工程で粉末に添加された不要な潤滑剤を除去するため、まず部品をゆっくりと加熱します。次に、部品は炉の高温ゾーンに送られ、1450°から2400°の範囲で精密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、特定のガスが添加され、既存の酸化物を減少させ、この高温段階における部品のさらなる酸化を防ぎます。部品を完成させるため、または次の工程に備えるために、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、全体のサイクルには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、押出、焼入れ、表面焼入れ、油浸、浸透処理などがあります。
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、錆びやすい、傷つきやすいなどの特性を持つ材料に表面処理を施します。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るとともに、表面の緻密化を図ります。では、粉末冶金における表面処理プロセスとはどのようなものでしょうか？
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。
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 などの他の元素が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。
幅広い業界に向けた高品質の粉末金属部品は、当社の得意分野です。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。
