ホットプレス法は粉末冶金における特殊なプロセスである。高温高圧で粉末や粉末成形体を成形する。この方法は、ダイヤモンドと金属の複合切削工具やテクニカルセラミックスのような硬くて脆い材料を作るのに特に有効です。このプロセスでは、粒子の再配列と粒子接触部での塑性流動によって気孔率を低減し、材料の密度と強度を大幅に向上させます。
ホットプレス法とは？理解すべき4つのポイント
1.熱と圧力の適用
このプロセスは、グラファイト製の金型にルースパウダーまたは予備成形された部品を充填することから始まります。この金型は誘導加熱または抵抗加熱に役立ちます。最高温度は2,400 °C（4,350°F）、最高圧力は50 MPa（7,300psi）に達します。これらの高温高圧条件は、材料の緻密化には不可欠である。
2.加熱の種類
ホットプレスで使用される加熱には、主に3つの種類がある：
- 誘導加熱： 電磁誘導加熱：電磁誘導を利用して材料自体を発熱させる方法。特に導電性素材に効果的。
- 間接抵抗加熱： 抵抗体を介して間接的に材料を加熱する。導電性でない材料に適している。
- 電界アシスト焼結技術（FAST）／ダイレクトホットプレス： 電界を利用して焼結を促進する技術。より速い加熱と効率的な高密度化が可能になる。
3.利点と限界
- 利点： ホットプレスは、気孔率を低下させ、気孔、亀裂、偏析などの 欠陥を除去することにより、材料特性を著しく向上させる。その結果、より強く、より緻密で、より安定した材料が得られ、発電ユニットや海底石油パイプラインのような過酷な環境での用途に不可欠となる。
- 限界： 生産性が低く、コストが高いため、大量生産には適さない。金型は高価で寿命も短い。さらに、このプロセスでは、温度、圧力、タイミングの正確な組み合わせを管理するために、高度に熟練したオペレーターが必要となる。
4.用途
熱間プレスは冶金以外にも、ポリマーのプレスや、家具や建築の表面材を接着する木工機械にも使われている。特に、木質系パネルの二次加工や突き板加工には欠かせません。
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