ステアリン酸亜鉛を塗布する主な機能は、複合材粉末と鋼鉄製金型の内面との間の摩擦係数を劇的に低減することです。この潤滑は、プレスされたAl-TiO2-Gr部品の物理的完全性と、成形装置の寿命の両方を保護する重要な工程ステップです。
側壁の摩擦を最小限に抑えることで、ステアリン酸亜鉛は「グリーンボディ」の欠陥のない取り出しを保証して表面欠陥を防ぎ、アルミニウム粒子が鋼鉄製ダイに結合するのを防ぐバリアを作成するという二重の目的を果たします。
金型保護のメカニズム
側壁摩擦の低減
Al-TiO2-Grのような金属マトリックス複合材をプレスする際、粉末がダイ壁に接触する部分でかなりの抵抗が発生します。
ステアリン酸亜鉛は界面層として機能し、この摩擦を大幅に低減します。これにより圧力がより均一に分散され、圧縮中に粉末が鋼鉄面に対して「引きずられる」のを防ぎます。
コールドウェルディングの防止
アルミニウム粒子は、圧力下で鋼鉄に対して高い親和性を持ち、コールドウェルディングとして知られる現象を引き起こします。
バリアがない場合、アルミニウムは金型壁に付着する可能性があります。ステアリン酸亜鉛はこの付着を防ぎ、そうでなければ金型の寸法や表面仕上げを変化させる材料の蓄積を停止させます。
スムーズな取り出しの促進
取り出し段階は、コンパクトがせん断力によって最も損傷を受けることが多い段階です。
潤滑剤は、ダイからのコンパクトのスムーズな解放を促進します。これは、部品が取り外し中に付着した場合に発生する可能性のある亀裂や層状欠陥の形成を防ぐために不可欠です。
潤滑不足による運用上のリスク
グリーンボディの表面完全性
摩擦バリアが存在しない場合、部品を取り出すために必要な取り出し力は劇的に増加します。
この機械的ストレスは、グリーンボディの表面の傷や亀裂として現れます。これらの欠陥は、部品が焼結段階に達する前に使用不能になることがよくあります。
工具の耐用年数
鋼鉄製金型は、粉末冶金におけるかなりの資本投資を表します。
繰り返しの摩擦とコールドウェルディングは、工具の摩耗と劣化を加速させます。ステアリン酸亜鉛を継続的に使用することで、金属同士の直接接触を防ぎ、それによって鋼鉄製金型の耐用年数を延長し、交換コストを削減します。
製造品質への影響
Al-TiO2-Gr複合材製造で一貫した結果を達成するには、潤滑を重要な変数として扱う必要があります。
- 部品の品質が最優先事項の場合：表面の傷を取り除き、取り出し中にグリーンボディに亀裂が入らないように、潤滑を優先してください。
- 資産管理が最優先事項の場合：ステアリン酸亜鉛を塗布してコールドウェルディングを防ぎ、鋼鉄製工具の寸法精度と寿命を維持してください。
効果的な潤滑は、新品同様のコンパクトと廃棄された部品を分ける決定的な要因です。
概要表：
| 主な機能 | 主な利点 | 生産への影響 |
|---|---|---|
| 摩擦低減 | 側壁抵抗を最小限に抑える | 均一な圧力分布を保証する |
| コールドウェルディング防止 | アルミニウムと鋼鉄の結合を停止させる | 金型の寸法と仕上げを維持する |
| 取り出し促進 | グリーンボディのスムーズな解放 | 表面の亀裂や欠陥を防ぐ |
| 工具保護 | 機械的摩耗を低減する | 高価な鋼鉄製ダイの耐用年数を延長する |
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参考文献
- Salman Ansari, Muhammed Muaz. Electric Resistance Sintering of Al-TiO2-Gr Hybrid Composites and Its Characterization. DOI: 10.3390/su142012980
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
