粉末冶金は、金属を準備したり、金属粉末（または金属粉末と非金属粉末の混合物）を原料として、成形および焼結した後、金属材料、複合材、およびさまざまなタイプの製品を製造するプロセス技術です。 粉末冶金はセラミックの製造と類似しているため、一連の新しい粉末冶金技術をセラミック材料の製造にも使用できます。 粉末冶金技術の利点により、新素材の問題を解決する鍵となり、新素材の開発において重要な役割を果たしています。
焼結体の性能に影響を与える要因は数多くありますが、主に粉末体の特性、成形条件、焼結条件です。 焼結条件の要因には、加熱速度、焼結温度と時間、冷却速度、焼結雰囲気、および焼結圧力条件が含まれる。
(1) 焼結温度と時間
焼結温度と時間は、焼結体の気孔率、密度、強度、硬度に影響を与えます。 焼結温度が高すぎて時間が長すぎると、製品の性能が低下し、製品の過燃焼欠陥さえも発生します。 焼結温度が低すぎたり、焼結時間が短すぎたりすると、燃焼不足により製品の性能が低下します。
(2) 焼結雰囲気
粉末冶金で一般的に使用される焼結雰囲気には、還元雰囲気、真空、水素雰囲気などがあります。焼結雰囲気も、焼結体の特性に直接影響します。 還元雰囲気での焼結は、成形体の焼損を防ぎ、表面の酸化物を減らします。 たとえば、鉄系および銅系の製品は生成ガスまたは分解アンモニアを使用することが多く、超硬合金およびステンレス鋼は純水素を使用することがよくあります。 真空焼結は、活性金属または高融点金属 (ベリリウム、チタン、ジルコニウム、タンタルなど)、TiC を含む硬質合金、およびステンレス鋼に使用できます。 真空焼結は、有害成分の悪影響を避けることができます (H2O, O2, H2)、また焼結温度を下げることができます (一般に減らす100-150程度C).
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