粉末冶金用精密ミキサー

微分散金属粉末の製造：

金属粉末の粒子は十分に小さく純粋でなければならず、例えば10～50μmである。粉砕工程はボールミル、インパクトミル、エアジェットミルで行われる。しかし、ほとんどの場合、金属粉末は溶融金属を高圧で噴霧することによって製造される。溶解した金属塩を化学的に沈殿させたり、マンガンや銅のような元素を電気分解して得る。金属粉末にナノ微粒子を含ませる場合、溶融金属を不活性条件下で蒸発するまで加熱し、凝縮水として沈殿させる。使用するプロセスによっては、得られた粒子を凝集除去、洗浄、乾燥しなければならない。

耐摩耗部品用金型の製造

部品型は収縮寸法分だけ拡大して製造しなければならない。プレス工具の疲労強度が十分に高いという問題は、しばしば耐摩耗性の問題と同義である。また、挿し穂は傷つけずに除去・排出しなければならない。これは直列生産で迅速かつ効率的に行われなければならない。

多くの場合、高温焼結は不活性条件下で行われ、時にはガスが存在しない真空中で行われることさえある。プレスが水浴中で行われる場合、金属粉末の圧縮は密閉下で等方的に行われる。このようにして製造された半製品は、しばしば焼結鍛造で再圧縮される。

化学分解による成形と脱バインダー

高性能プレスは、グリーン・コンパクトを製造するために非常に高い圧力をかけなければならない。プレス後、最適化された温度曲線を通過することにより、バインダーはグリーン部分から熱的に排出される。

高温の熱間焼結

熱処理は数時間続く。このようにして、類似の金属粒子と異種の金属粒子の原子が拡散する。これは、粒子が密接にこすれ合ってコンパクトになった場合にのみ可能となる。微細組織は、関係する元素が溶融金属学的に互いに相容れないにもかかわらず形成される。ここに素材の特徴がある。 

機械的な手直し

通常、機械的な再加工は最小限にとどめるべきである。

高機能素材への応用：

粉末冶金と「メカニカルアロイング」は、製造される材料がユニークな特性を持つ場合に使用される：

• 最高800℃の高温に永久的に耐える（タービンブレード、耐火物ライニング）
• 非常に硬い（機械加工用超硬合金）
• 耐摩耗性に優れている（ブレーキディスク）
• 導電性、絶縁性、または半導体として機能する。
• ピエゾエレクトロニクスは、電荷に接続されるとミリ秒単位で大きさが変化する。
• スポンジのような多孔質で、化学触媒として機能する。
• 気孔率を定義して製造され、高速回転部品の滑り軸受として使用されます。
• 特に磁化しやすい。金属粉末は、硬質磁石と軟質磁石の製造に使用される。(通信工学における誘導コイル）
• …

合金成分の溶解温度と密度が大きく異なるため、多くの高性能材料は溶解冶金では製造できない。さらに、多くの金属部品は化学的に結合することができない。そのため、粉末冶金で製造された材料は、コストが高いにもかかわらず、興味深いものとなっている。

高価な部品の中には、粉末状で提供しなければならないものもある。

これらの元素には、クロム、鉄、コバルト、銅、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、ニオブ、レアアース、タンタル、チタン、バナジウム、タングステン、亜鉛、およびそれらの誘導体が含まれ、これらは可能な限り純粋な形で入手できなければならない。粉末冶金で製造されたワークピースの品質は、投入材料の純度とその均質な分布によって上下する。高純度の極小粒子を製造することは非常に困難である。