焼結部品のデジタルマイクロスコープでの観察・測定

焼結加工のメリット・デメリット

焼結加工は材料を溶かす必要がないため、さまざまな部品の製造に活用されています。

焼結加工のメリット

• 粉末にできれば、ほとんどの材料が利用可能
• 二次加工の必要性が低い
• 材料のロスが少ない
• 複雑な形状に成形可能
• 材料の配合が自由
• 気孔を含むため、軽量化が可能
• 高融点の材料も加工可能

焼結加工のデメリット

• 粉末に加工するため、材料費が高い
• 焼結の際に収縮が発生する
• 鋳造やプレスに比較し、強度などの機械的性質が劣る

焼結加工の原理

固体粉末の表面は、原子・分子・イオンが結合していないため不安定な状態です。固体粉末を加熱すると、ネックと呼ばれる結合部が形成されます。粉末粒子の表面から原子・分子・イオンがネックへ移動拡散してネックが大きくなり、表面積が減少します。焼結の初期、中期、終期とネックが大きくなり、密度が上昇し焼結品が完成します。

焼結加工の流れ

1. 原料粉の配合を決め、混合機で均一になるよう混ぜ合わせます。
2. 混合した原料粉を金型に入れ、プレス機で成形します。
3. 成形品を焼結炉で数時間加熱します。
   融点より低い温度で焼き固めるため、原料粉が溶けることはありません。長時間加熱することで、原料粉が強く結合し、焼結品が完成します。

焼結炉はガスで満たされているため、焼結品の酸化が防止できます。
焼結品は、必要に応じて、精度を高めるための研削・研磨、硬度を高めるための熱処理を行う場合もあります。