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粉末冶金:プロセス、メリット、デメリット完全解説

粉末冶金(P/M)とは

金属粉末をダイに充填・圧縮成形し、焼結により完成品または半完成品を製造するプロセスです。労務費・機械加工費を削減でき、高品質・高強度・複雑形状・高精度を実現できるため、量産に最適です。

粉末冶金の基本4工程

1. 粉末製造

アトマイズ法、粉砕法、化学反応法、電解法などで原料を粉末化します。ほぼ全金属が対象可能ですが、鉄粉に銅・グラファイト等を添加するのが一般的です。

2. 混合・ブレンド

複数の粉末を均一に混合し、添加剤・バインダー・潤滑剤を配合して流動性を向上させます。

3. 圧縮成形

混合粉末を所定ダイに充填し、80〜1600MPaの圧力で圧縮して「グリーンコンパクト」を得ます。軟質粉末は100〜350MPa、鋼・鉄は400〜700MPaが目安です。

4. 焼結

グリーンコンパクトを融点の70〜90%の温度で加熱し、粒子間の強固な結合を形成して最終製品とします。

5. 二次加工(必要に応じて)

焼結品は多孔質のため、高密度・高精度が必要な場合(ベアリング等)は、サイジング、ホットフォージング、コイニング、浸透、含浸などの二次加工を実施します。

メリット・デメリット

メリット

デメリット

主な用途

製造プロセス

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