焼結は、材料の融点以下の熱を加えることによって、粉末材料を固体の塊に圧縮するプロセスである。
このプロセスは、粒子間の原子の拡散を利用し、結合と緻密化をもたらし、その結果、機械的特性が改善された固体構造が得られます。
焼結中に何が起こるのか？5つの主要段階の説明
1.グリーン部品の形成
一次部品の粉末と結合剤を混合し、所望の形状に成形する。
結合剤には水、ワックス、ポリマーなどがあり、粉末をくっつけて部品の形状を作ります。
2.結合剤の蒸発
グリーンパーツを焼成すると、結合剤が蒸発または燃焼してなくなる。
3.融合と緻密化
その後、温度が十分に上昇し、一次粒子が溶け始める程度に加熱され、その表面で融合が起こります。
または、ブロンズなどの中間結合剤が溶けて粒子間で結合し、一次成分の粉末はそのままの状態になります。
4.機械的特性の向上
焼結は、緻密で凝集性の高い構造を形成することにより、材料の機械的特性を向上させます。
この緻密化プロセスは、焼結製品の強度、硬度、耐摩耗性を向上させる。
制御された加熱と拡散のメカニズムが、強度と精度を兼ね備えた構造の形成に寄与する。
5.オーダーメイドの材料組成
焼結は、幅広い材料から複雑な部品を作ることを可能にします。
最初の粉末ブレンドの組成と焼結条件を注意深く制御することで、最終製品の特性を調整することができる。
この機能は、部品が特定の機械的、熱的、電気的特性を示す必要がある産業で特に有用です。
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