焼結機は、粉末とバインダーを圧縮・融合し、一体化した複雑な部品を形成するために使用されます。
このプロセスには主に2つの段階があります。すなわち、圧縮によって弱く特大の部品を形成する段階と、バインダーを排出し、粒子を融合させて完全な強度の部品を形成する焼成段階です。
焼結の4つの主要段階：成形から完全強度部品まで
第1段階：成形と特大部品の形成
第一段階では、金属粉末とバインダーを圧縮して目的の形状を作ります。
この圧縮プロセスにより、特大で機械的特性の弱い「グリーン」部品が出来上がります。
この圧縮は通常、一軸プレスまたは類似の機械的手段を用いて達成され、混合粉末に圧力を加えて凝集塊を形成する。
第2段階：焼結と完全強度部品の形成
第2段階では、成形された部品を焼結炉で加熱する。
炉には明確なゾーンがある：
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予熱ゾーン:ここでは、潤滑剤やバインダーが溶融、気化、または表面に滲出し、その後の焼結段階での膨れなどの欠陥を防ぐために重要です。
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焼結ゾーン:部品を金属成分の融点以下の温度に加熱する。この加熱により、粉末の粒が互いに成長して結合する拡散プロセスが促進され、部品の機械的特性が大幅に向上します。この工程では、最終寸法が適正であることを保証するために、最初の成形時に考慮されたわずかな収縮が発生します。
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冷却制御:部品を冷却する速度を調整することで、部品の最終的な特性に影響を与えることができます。
その他のプロセスと制御
材料や要求される特性に応じて、ルーズパウダー焼結、液相焼結、加圧焼結など、さまざまな焼結技術を採用することができます。
浸透は、焼結製品の気孔に低融点金属または合金を充填し、部品の特性を向上させる。
脱脂／バーンオフでは、バインダーや潤滑剤などの有機添加物を除去するために加熱する。
SPS（スパークプラズマ焼結）は、DCパルス放電を使用してスパークプラズマを発生させ、焼結プロセスを補助する、より高度な焼結方法です。温度と圧力を精密に制御することができ、焼結の効率と品質を高めることができる。
全体として、焼結機は機械的圧縮と熱処理を統合した複雑なシステムであり、粉末材料を制御された特性を持つ強靭で複雑な部品に変えます。
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