粉末冶金とその技術の長所と短所

粉末冶金プロセスの利点:
1. ほとんどの高融点金属とその化合物、擬似合金、および多孔質材料は、粉末冶金法を使用してのみ製造できます。
2. 粉末冶金法は、後続の機械加工を必要とせず、またはほとんど必要とせずに最終サイズの圧粉体にプレスできるため、金属を大幅に節約し、製品コストを削減できます。 粉末冶金を使用して製品を製造する場合、金属損失はわずか 1 ～ 5% ですが、一般的な溶解および鋳造方法を使用すると、金属損失は 80% に達する場合があります。
3. 粉末冶金プロセスは、材料製造プロセス中に材料を溶解しないため、るつぼや脱酸剤などによってもたらされる不純物の混入を恐れず、焼結は通常、真空および還元雰囲気で行われます。酸化が少なく、材料に汚染を与えないため、高純度の材料を製造することが可能です。
4.粉末冶金は、材料組成比の精度と均一性を保証できます。
5. 粉末冶金は、同一形状の製品を大量に生産するのに適しており、特に歯車などの加工コストが高い製品は、粉末冶金により大幅な生産コストの削減が可能です。
粉末冶金プロセスの欠点:
1. 粉末冶金製品の機械的特性（強度、衝撃特性、強さなどを含む）は、通常、鋳造や機械加工などの他の機械プロセスよりもわずかに劣ります。
2. 金型や粉末プレスの制限があるため、粉末冶金では他の機械プロセスのように大規模な機械製品を製造することができず、大容量、大面積、高品質の製品の製造は通常は難しくありません。
3. 粉末冶金技術を使用した小バッチ生産には利点がありません。
4. 高い製品精度が要求される機械製品の中には、粉末製錬法では製造できないものもあります。
5. 金型のコストは鋳造金型のコストよりも比較的高くなります。
粉末冶金プロセスの基本的な手順は次のとおりです。
1. 原料粉末の準備。 既存の粉末化法は、機械的方法と物理化学的方法の 2 つに大別できます。 機械的方法は機械的粉砕法と霧化法に分けられ、物理化学的方法は電気化学的腐食法、還元法、化学的方法、還元化学法、蒸着法、液相法、電解法に分けられます。 その中でも最も広く使われているのが還元法、アトマイズ法、電解法です。
2. 粉末を所望の形状の成形体に成形します。 成形の目的は、一定の形状とサイズ、および一定の密度と強度を備えた成形体を製造することです。 成形方法は大きく加圧成形と無加圧成形に分けられます。 最も一般的に使用されるタイプの加圧成形は圧縮成形です。
3. 成形体の焼結。 焼結は粉末冶金プロセスの重要なプロセスです。 次に、形成された成形体を焼結して、必要な最終的な物理的および機械的特性を取得します。 焼結は単位系焼結と多系焼結に分けられます。 単位系および多成分系の固相焼結の場合、焼結温度は使用する金属および合金の融点より低く、多成分系の液相焼結の場合、焼結温度は一般に、耐火性コンポーネントの融点よりも低く、可融性コンポーネントの融点よりも高い。 通常の焼結の他に、ルースパッキング焼結、浸漬浸漬法、ホットプレス法などの特殊な焼結法もあります。
4. 製品の後加工。 焼結後の処理は、製品のさまざまな要件に応じてさまざまな方法で行うことができます。 仕上げ加工、油浸漬、機械加工、熱処理、電気メッキなど。 また、近年では、焼結後の粉末冶金材料の加工にも、圧延や鍛造などの新たなプロセスが適用され、成果が上がっています。
粉末冶金材料および製品の将来の開発方向:
1. 代表的な鉄基合金は、大量の精密製品や高品質な構造部品に発展します。
2. 均一な微細構造、困難な加工、完全なコンパクト性を備えた高性能合金を製造します。
3. 強化された緻密化プロセスを使用して、一般に混合相組成を含む特殊な合金を製造します。
4. 異種材料、アモルファス、微結晶、または準安定合金の製造。
5. 独特で非一般的な形状または構成の複合部品を加工する。