高温の金属を圧縮する場合、ホットプレスとして知られるプロセスを経る。
この方法は、熱と圧力を組み合わせて、金属やセラミック粉末のような硬くて脆い材料を形成します。
切削工具やテクニカルセラミックスなどの産業で広く使用されています。
熱い金属を圧縮すると何が起こるか？5つの重要なステップ
1.熱と圧力の適用
プロセスは、グラファイト製の金型にルースパウダーまたは圧縮前の部品を充填することから始まります。
この金型により、通常約2,400 °C（4,350°F）という非常に高い温度まで加熱することができます。
圧力は50MPa（7,300psi）に達することもある。
高温と圧力の組み合わせは、焼結プロセスを促進する。
これにより、粒子が接触点で結合し、気孔率が減少し、密度が増加する。
2.加熱の種類
ホットプレスで使用される加熱には、誘導加熱、間接抵抗加熱、フィールド・アシスト焼結技術（FAST）または直接ホットプレスの3つの主なタイプがあります。
それぞれの加熱方法によって、材料が均一かつ効率的に加熱され、焼結プロセスが促進されます。
3.温度、圧力、時間の影響
加える温度と圧力は、製品の収縮率と最終密度に大きく影響する。
温度と圧力が高いほど、プレスされたビレットは初期収縮が強くなり、密度が安定するまでの時間が短くなる。
保持時間も重要な役割を果たす。
ある閾値に達す ると、それ以上保持時間を長くしても密度は上がらず、密 度化プロセスが完了したことを示す。
4.脱酸と雰囲気制御
高温は金属を酸化させる可能性があり、焼結プロセスでは望ましくない。
酸化を防ぐため、窒素を導入して酸素を抜き、焼結室内を不活性雰囲気にする。
この不活性ガスがバリアとなり、酸化を防ぎ、焼結金属の完全性を確保する。
5.結論
ホットプレスは粉末冶金において重要なプロセスであり、材料を成形するだけでなく、密度、硬度、強度などの機械的特性を向上させる。
温度、圧力、雰囲気を注意深く制御することで、気孔率を最小限に抑え、機械的特性を最適化した高品質の金属部品を製造することができます。
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