焼結はフリッタージュとも呼ばれ、材料を液状に溶かすことなく固体部品を形成する製造工程である。
粉末材料を圧縮し、熱を加えて粒子同士を結合させる。
従来の溶融プロセスとは異なり、焼結は材料の融点に達しない。
その代わり、粒子間の原子の拡散に依存し、結合と高密度化をもたらします。
焼結の基本とは？7つの主要段階の説明
1.粉末の組成
最初の段階は粉末組成です。
ここでは、水、凝集除去剤、結合剤、未焼成のセラミック粉末を混合してスラリーを作り、セラミック部品の組成を決定します。
使用される粉末材料の特性は、強度、硬度、温度伝導性など、部品の最終的な特性に影響します。
2.粉末成形
第二段階は粉末成形である。
これには、冷間または熱間金型プレスによる機械的緻密化が含まれる。
この工程により、公差が厳しく、乾燥収縮率の低いグリーン部品が形成される。
3.焼成または加熱段階
焼結の最終段階は、焼成または加熱段階である。
グリーン部品はトンネルキルンまたは周期炉で加熱される。
周期炉では、部品は決められたシステムに従って加熱と冷却の段階を経る。
トンネルキルンでは、部品は異なる温度帯を通過する。
4.主材料とカップリング剤
焼結プロセス自体は、いくつかの段階からなる。
まず、必要な一次材料と一次カップリング剤を加えて混合し、組成物を形成する。
5.粉末の圧縮
次に、粉末を所望の形状に圧縮する。
6.加熱工程
最後に、圧縮された形状を加熱して一次カップリング剤を除去し、一次材料を低孔質固体に融合させます。
7.焼結時間
焼結工程の時間は様々である。
実際の焼結工程は通常、数秒で完了する。
しかし、成形後の焼結工程では、粒子結合を誘発するために部品を熱処理するため、完了までに数時間を要することがある。
焼結は、優れた機械的特性を持つ複雑なネットシェイプ部品の製造に広く利用されている。
金属、セラミックス、複合材料など、さまざまな材料に適用できる。
焼結プロセスは、厳しい公差と改善された機械的特性を持つ部品の効率的な製造を可能にします。
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