このプロセスにおける加熱鋼型の主な機能は、粉末混合物を熱的に活性化して、高密度化を最大化することです。Fe-2Cu-2Mo-0.8C粉末のプレス中に約120°Cに型を維持することにより、熱は内部潤滑剤を半溶融状態に移行させると同時に、金属粒子を軟化させます。この二重作用により、室温での圧縮では不可能な、大幅にタイトな粒子充填と高いグリーン密度が可能になります。
主なポイント 適度な熱（120°C）の適用は、粉末混合物の流動特性を根本的に変化させます。潤滑剤を非常に効率的な流動助剤に変え、鉄の降伏強度を低下させることで、完全な熱間プレスのような複雑さなしに、優れた塑性変形と密度を実現します。
高密度化のメカニズム
加熱された型は単に材料を温めるだけではありません。圧力下での粒子の相互作用を制御する特定の物理的変化を引き起こします。
潤滑剤の活性化
標準的な冷間プレスでは、潤滑剤は粒子を効果的に分離しますが、固体状態のままです。温間プレスでは、120°Cの環境により、潤滑剤は半溶融状態に達します。
この相変化により、潤滑剤は均一に広がり、鉄、銅、モリブデン粒子間に均一で効率的な膜を形成します。
この液体状の膜は粒子間の摩擦を大幅に低減し、粉末が本来空隙のまま残るであろう空隙に流れ込むことを可能にします。
降伏強度の低減
鋼型から伝達される熱は、鉄系粉末の機械的特性に直接影響します。
温度の上昇は、金属粒子の降伏強度を低下させます。これにより、金属は「より柔らかく」なり、プレスによって加えられる機械的力に対する抵抗が少なくなります。
粒子は圧力に抵抗するのではなく、塑性変形が促進され、隣接する粒子に密着するように形状が変化しやすくなります。
優れた粒子配置
摩擦の低減（半溶融潤滑剤による）と可塑性の増加（加熱された金属による）の組み合わせにより、より高密度の構成になります。
冷間プレスと同じ圧縮圧力下で、温間プレスははるかに高いグリーン密度を達成します。粒子はより効率的に配置され、最終的なコンパクトの気孔率が減少します。
トレードオフの理解
温間プレスは冷間プレスに比べて明確な利点を提供しますが、品質を確保するために管理する必要のある変数も導入されます。
熱精度が重要
このプロセスは、特定の温度範囲（約120°C）に依存します。
この温度から外れると有害になる可能性があります。型が冷たすぎると、潤滑剤が流れず、高密度の利点が失われます。
逆に、過度の熱（「熱間プレス」温度に近づく）は、潤滑剤を劣化させたり、圧縮が完了する前に早期の拡散やネック形成を引き起こしたりする可能性があります。
金型の複雑さ
加熱された型を使用するには、標準的な冷間プレスよりも複雑な金型が必要です。
最終部品が寸法公差を満たすように、鋼型自体の熱膨張を考慮する必要があります。
目標に合った正しい選択をする
加熱された型の使用を決定することは、最終部品の特定の要件に依存します。
- 主な焦点が最大のグリーン密度である場合： 120°Cで加熱された型を利用して、半溶融潤滑剤と可塑性の向上を活用し、優れた充填を実現します。
- 主な焦点がプロセスの単純さである場合： 温間プレスによる密度向上が部品の性能に不可欠でない場合は、室温プレスに留まります。
温間プレスは、熱管理を活用して優れた材料特性を引き出すことで、冷間圧縮と熱間プレスの間のギャップを効果的に埋めます。
概要表：
| 特徴 | 冷間プレス（室温） | 温間プレス（120°C） |
|---|---|---|
| 潤滑剤の状態 | 固体 / 静止 | 半溶融 / 流動助剤 |
| 粒子可塑性 | 低い（標準的な抵抗） | 高い（降伏強度の低減） |
| 粒子間摩擦 | 高い | 大幅に低減 |
| グリーン密度 | 標準 | 優れた / 最大 |
| プロセス目標 | 単純さと速度 | 高密度と性能 |
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参考文献
- Wenchao Chen, Bangzheng Wei. Preparation and Performance of Sintered Fe-2Cu-2Mo-0.8C Materials Containing Different Forms of Molybdenum Powder. DOI: 10.3390/ma12030417
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 .
