2026年3月10日火曜日

焼結に使うガスと焼結体品質のまとめ

 MIMの焼結で導入されているガスと、密度と特徴(注意点)をまとめておきます。


【珈琲ブレイ句】
 Arガスの密度を△にしていますが、バッチ式真空焼結炉でArが一番使われていると思います。やはり不活性ガスは扱いやすいのです。導入ガスに期待する効果の代表的なものは、ステンレス鋼であればCr蒸発を抑えるための圧力制御になります。この時、密度改善策としてAr+H2が一番密度が高くなったという報告1)があります。
 H₂ガスは、酸化物還元(MO + H2 → M + H2O)、粒界拡散促進効果(ネッキング増加、高密度化)が期待できますが、表面の脱炭に注意が必要です。また、可燃性ガスなので排気で燃焼させる必要があります。
 N₂ ガスは、安価で使いやすいですが、炭窒化物形成や固溶(N2 → 2N)作用があるので、焼結体の客先スペックとのすり合わせが必要になる場合があります。逆に窒化物生成や固溶強化を利用する新しい方法も提案できるかもしれません。
 真空は、一般的に焼結密度が高くなる方向なので◎ですが、△の事例は、ステンレス鋼のCr蒸発が気泡として焼結体に閉じ込められる現象です。

1)Effect of Sintering Temperature and Atmosphere on Corrosion Behavior of MIM 316L Stainless Steel (2011)

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