粉末冶金とは? わかりやすく解説

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ふんまつ‐やきん【粉末冶金】

読み方:ふんまつやきん

金属の粉末圧縮成形し、焼結して製品作る加工法


粉末冶金

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2019/05/22 11:28 UTC 版)

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粉末冶金(ふんまつやきん、: powder metallurgy)とは、金属粉末を成型して焼結し、金属製品を造る製法。陶磁器の製法に近い。鋳造では融点比重の組合せで均一な組織が作りにくい合金の製造や、鋳造よりも後加工の少ない素材の製造などに利点がある。

作り出された部品や材質の総称については焼結合金または粉末合金という呼び方をする。

「冶金」は、金属学の分野のうち製法を研究する分野の冶金学などに用いられるやや古い用語

金属粉末表面酸化皮膜は焼結には妨げとなるので、還元雰囲気中や不活性ガス中や真空中で行われる事もある。 主な成型法はプレス成形であり、近年、新技術として金属粉末射出成形法が注目されている。

もとはタングステンのような高融点材料や含油軸受のような、他の加工プロセスでは適用が困難であるような加工品に用いられていたが、機械加工をしなくても精度の良い部品を効率よく生産できることが認識され、機械部品分野への普及が拡大している[1]

適用例

粉末冶金法を利用した多孔質金属の一例

粉末冶金法を応用した例として多孔質仕様の焼結フィルターがある。含油軸受として使用した場合、洗濯機扇風機ハードディスクなどの小型モーター部品として多用されている。

特徴

長所

  • 金型を用いて製造するため、次の点で優れている。
    • 大量生産の容易さ。それによるコストの低減。
    • 金型によるニアネットシェイプを製造可能。それにより、歩留まりがよく、部品一体化などによるコスト低減も可能。
  • 難加工材料でも適用できる[1]
  • 粉末金属の調合により材料調質が容易
  • 通常、製品内部に多くの孔(気孔)を内包し、見掛密度が真密度よりも低くなるため、部品重量の軽量化が可能。
  • 気孔を利用して潤滑油を含ませることが可能である。油の補給が不要になる。

短所

  • 見掛密度が真密度よりも低くなるため、強度等の機械的性質が劣る[1]
  • 大型形状の製造が困難である[1]
  • 粉末表面の酸化皮膜が問題になることがある[1]

材料

粉末冶金に用いられる金属粉末材料は、次のように分類される。

金属粉の製造法には、以下のものがある[1]

  • 噴霧法 - 鉄系において主流。
  • 還元法
  • 機械的粉砕
  • 電解
  • 熱分解
  • 急冷凝固

脚注

  1. ^ a b c d e f g 山口克彦; 沖本邦郎 『材料加工プロセス』 共立出版、53-56頁。ISBN 4-320-08131-5 

粉末冶金(成形・再圧縮作業)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/10/02 04:26 UTC 版)

粉末冶金技能士」の記事における「粉末冶金(成形再圧作業)」の解説

1級作業試験:ツールセットの組立て試験片寸法測定及び硬さ測定を行う。試験時間1時間27ペーパーテスト原料粉、成形機、欠陥原因と対策工程分析等について行う。試験時間1時間 2級作業試験:ツールセットの組立て又はカムプレスの金型取外し取付けのうち受検者があらかじめ選択したもの一つ及び試験片寸法測定及び硬さ測定を行う。試験時間1時間50ペーパーテスト原料粉、成形機、欠陥原因と対策等について行う。試験時間1時間

※この「粉末冶金(成形・再圧縮作業)」の解説は、「粉末冶金技能士」の解説の一部です。
「粉末冶金(成形・再圧縮作業)」を含む「粉末冶金技能士」の記事については、「粉末冶金技能士」の概要を参照ください。

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