焼結工程での加熱は、制御された熱サイクルによって達成される。このサイクルでは、圧縮された部品の温度を母材の融点より低いレベルまで上昇させる。
このプロセスは通常、専用の炉で行われる。これには連続炉やトンネルキルンが含まれる。これらの炉は、正確な温度と雰囲気条件を維持するように設計されています。
5つの主要段階の説明
1.予熱
トンネルキルンや炉の予熱ゾーンでは、温度が徐々に上昇します。この段階では主に、グリーン部分から潤滑油やその他の有機物を除去することに重点が置かれます。
十分な予熱は非常に重要である。これは、その後の焼結段階でのブリスターやススなどの欠陥を防ぐためである。
2.焼結
焼結ゾーンでは、粒子の実際の圧密が行われる。ここで温度が原子拡散が起こる点まで上昇し、粒子が融合する。
この温度は、母材の融点以下になるよう注意深く制御される。この温度は、材料と要求される特性によって異なるが、通常750～1300℃の範囲である。
高温は、粒子の溶接と固体拡散メカニズムによる合金化を促進する。
3.冷却
焼結工程の後、部品は冷却ゾーンに移される。徐々に冷却される。
冷却速度は、焼結部品の最終的な特性に大きく影響する。この特性には硬度や強度が含まれる。
冷却を制御することで、急激な応力や亀裂を防ぐことができます。これにより、部品の完全性が保証される。
4.無加圧焼結
この方法では、外部からの圧力を加えることなく焼結を行います。粒子結合を達成するために加熱のみに頼る。
金属-セラミック複合材料によく用いられる。
5.誘導焼結
電磁誘導を利用して材料を加熱する技術。大気中の有害物質の低減に役立つ。
また、焼結部品の純度や機械的特性も向上します。
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