2019年のガスアトマイズ4605粉末、溶媒脱脂系バインダーを使ったMIMフィードストックによる焼結体の焼結密度、硬度、強度を特性とした研究論文です。
論文の要旨
本研究では、金属射出成形プロセスで製造された最終部品のレオロジー特性および機械的特性に及ぼす4605低合金鋼の粉末充填量の影響を調査した。このため、パラフィンワックス（PW）、ポリプロピレン（PP）、カルナバワックス（CW）、ステアリン酸（SA）を異なる割合で配合した2種類のバインダー系を、粉末を55、60、65体積％の割合で配合した。製造したサンプルについて、引張強度、硬度、密度、レオロジー特性を測定した。その結果、粉末充填量の増加に伴い、引張強度、硬度、密度が増加することがわかった。また、主鎖ポリマーと界面活性剤の割合が高いほど、最終部品の機械的特性が向上することが観察された。最適な配合は、PW 55重量％、PP 25重量％、CW 15重量％、SA 5重量％の原料に、粉末を65体積％添加した系であった。
【珈琲ブレイ句】PPの割合が多いほど、引張強度、硬度、密度が増加するという結果になっています。この主要因は炭素量で、PPの割合が多いほど炭素量が多くなっているのです。4605鋼なのにCが1wt％になっているものもあります。 引張強度が高くなっていれば、衝撃強度は低くなっている可能性があり4605鋼としては不適切な可能性があります。
低合金鋼において、プロセス管理が不十分な結果として生じた「炭素増加」をポジティブに評価するのは、再現性の観点からも非常に危険です。「炭素による強化」を謳うのであれば、本来は「脱脂・還元を完璧に行い、カーボンフリーにした後に、狙った量のグラファイトを添加して制御したデータ」と比較すべきです。現状のデータは「バインダーが抜けきらなかった副作用を、硬度の数値で正当化している」という側面が強いのではないでしょうか。つまり 「カーボンコントロールに課題がある」可能性があるということです。
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