MIMシリーズ 第2回：フィードストック

金属射出成形プロセスは、混練、成形、脱脂、焼結の4工程で構成されます。混練の最終生成物であるフィードストックは、MIMプロセス全体に不可欠です。適切な粉末混合物を選定することで、最適な部品を製造できます。

金属射出成形用フィードストックとは

金属射出成形では、金属粉末にプラスチックおよびワックス系バインダーを配合した混合物を使用します。フィードストックと呼ばれるこの混合物は、最終部品の基盤となります。OptiMIMは自社でフィードストックを配合しており、お客様は幅広い金属材料から選択できます。

お客様はさまざまな金属混合物から選択できます。代表的なフィードストックには、NiFe、316SS、420SS、17-4SS、4140、チタン、銅があります。OptiMIMでは、特定の機械的特性、耐高温性、および重量要件を満たすためのカスタム粉末ブレンドも提供しています。

MIM用粉末の製造

金属粉末は通常、水アトマイズとガスアトマイズの2つの方法で製造されます。水アトマイズでは、溶融金属をノズルから流出させ、水ジェットを噴射して金属液滴を生成します。これらの液滴は水で急冷され、タンクの底部に回収されます。急速冷却により、脱脂体の強度と焼結時の安定性に優れる粗く不規則な形状の粒子が得られますが、酸化および酸素含有量の増加にもつながります。

ガスアトマイズは同様の方法ですが、水の代わりに不活性ガスを使用して溶融金属を微細な液滴にアトマイズします。これらの液滴はアトマイズタワー内を落下しながら冷却されるため、高い清浄度、より均一な粉末分布、優れた酸素および炭素管理を実現する球状粒子が得られます。ただし、このプロセスでは脱脂体の強度不足や、たわみ、引きずりなどの焼結上の問題が発生する可能性があります。

アトマイズ後、粒子は分離され、サイズ別に分類されます。MIM用途では通常、4～25 micronsの範囲です。一般的な方法には、ふるい分けと気流分級があります。ふるい分けでは、異なる目開きのスクリーンを用いて粒子を分離し、気流分級機では上昇気流を利用して、より重く高密度の粒子と微細粒子を選別します。一般に小さい粒子ほどコストは高くなりますが、一部のメーカーでは工程を改良し、より高い歩留まりで製造しています。  正確な粒度分布を確保するため、品質検査には粒度分布測定機を使用します。

配合表では、適切な収縮率を達成するために、金属粉末、ワックス、プラスチックバインダーの配合比を規定します。これらの材料を混合・混練し、二軸押出機で処理してフィードストックペレットを製造します。

本シリーズ第3回では、 混練を取り上げます。 フィードストックに関するご質問は、詳細について当社のエンジニアリングチームまでお問い合わせください。

シリーズのその他の記事：

• MIMシリーズ 第1回
• MIMシリーズ 第3回 – 混練
• MIMシリーズ 第4回 – 成形
• MIMシリーズ 第5回 - 脱脂
• MIMシリーズ 第6回 - 焼結