焼結は、粉末材料を圧縮し、材料の融点に達することなく固体塊を形成するために加熱する製造プロセスである。
このプロセスでは、粒子間の原子の拡散が行われ、結合と緻密化が進み、機械的特性が向上した固体構造が得られます。
焼結機について知っておくべき4つのポイント
1.プロセスの概要
焼結には主に2つの段階がある。
第1段階は、粉末材料を圧縮して成形し、弱くて特大の部品を形成することである。
第二段階では、この部品を母材の融点以下の温度まで加熱します。
これにより、使用されたバインダーが排出され、粒子同士が融合し、強固で緻密な最終製品ができる。
2.熱サイクル
焼結プロセスは、母材の融点よりも低い温度で、圧縮された部品を特定の時間加熱する熱サイクルによって特徴付けられる。
この高温により、粒子の溶着と、固体メカニズムによる合金元素の拡散が促進される。
3.装置と雰囲気
焼結は通常、連続炉で行われ、その温度は材料と要求される特性によって750～1300℃に設定される。
プロセスは、化学組成が一定に保たれるよう制御された雰囲気下で行われる。
焼結機には、一軸プレス、パンチ電極、真空チャンバー、DCパルス発生器、位置、温度、圧力を測定するユニットなど、さまざまなコンポーネントが装備されている。
4.焼結の種類と技術
焼結プロセスには様々な種類があり、スパークプラズマ焼結(SPS)プロセスは、焼結を補助するためにオンオフDCパルス電圧を使用します。
この方法では、保持時間、ランプ速度、パルス持続時間、電流・電圧などのパラメーターにより、焼結温度を正確に制御することができます。
SPSの圧力印加は、材料の塑性流動を助け、緻密化プロセスを強化します。
アプリケーションと利点
焼結は、金属やセラミックの複雑なネットシェイプ部品の製造に広く使用されています。
部品当たりのコストが低く、再現性が高く、優れた機械的特性を持つ部品を製造することができます。
製造設備に焼結炉を使用することで、迅速かつ効率的な粉末焼結が保証され、高品質の製品や部品の生産に貢献します。
要約すると、焼結機は、制御された加熱プロセスを通じて、粉末材料を効率的かつ効果的に固体、高密度、機械的に堅牢な部品に変換することで、製造業において重要な役割を果たしています。
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