金属射出成形(MIM)材料には、ステンレス鋼、低合金鋼、軟磁性材料、高温合金、チタン、工具鋼、銅および銅合金、タングステン合金などが含まれます。各材料はそれぞれ異なる特性をもち、さまざまな用途に適しています。適切なMIM材料を選択することで、メーカーは高精度で一貫性のある小型かつ複雑な金属部品を生産し、顧客の要件や仕様を満たすことができます。材料選択は、最終部品に必要な機械的、化学的、物理的特性やコスト要因に基づいて行われます。
金属射出成形(MIM)は、小型で複雑な金属部品を大量生産するプロセスです。最終製品の性能とコスト効率を最適化するためには、適切な材料選定が不可欠です。以下の点を考慮してください:
用途に必要な特性:強度、硬度、耐摩耗性、耐食性、熱伝導性など、用途に応じた特性を明確にし、それを最も満たす材料を選択します。
材料の入手性:必要な形状と数量で材料が入手可能か確認します。一部の材料は調達が難しく、リードタイムが長くなる場合があります。
コスト:原材料費、加工費、二次加工費などを含む総コストを評価します。
プロセス適合性:材料がMIMプロセスに適しているか確認します。専用装置や特別な条件を要する材料は、プロセスの複雑さやコストを増加させる場合があります。
環境要因:化学物質や高温など、使用環境が材料性能に与える影響を評価します。一部の材料はこれらの条件に強い耐性を示します。
規制対応:RoHS、REACH、FDAなどの関連規制を満たしているか確認します。
MIM(金属射出成形)は、プラスチック射出成形と従来の粉末冶金の利点を組み合わせ、高精度かつ複雑な金属部品を製造するプロセスです。金属粉末とバインダーからなるフィードストックを射出成形し、得られた「グリーン部品」を脱バインダー処理と焼結で高密度・高強度の最終部品へと仕上げます。
主要なMIM材料には以下があります:
ステンレス鋼:MIMで最も広く使われ、優れた耐食性を備え、医療機器から自動車部品まで多用途に適用可能。
低合金鋼:強度と延性のバランスが良く、高応力用途に適しています。
工具鋼:高硬度と耐摩耗性が求められる切削工具や金型に使用されます。
チタン:軽量で優れた耐食性をもち、医療インプラントや航空宇宙用途に人気。
銅:優れた電気・熱伝導性をもち、電子部品や電気接点に最適。
材料選定では、コスト、強度、耐食性、加工性を総合的に評価します。一般にステンレス鋼や低合金鋼はコスト効率が高く、チタンや工具鋼は高価ですが特殊用途に必要です。銅もその特性ゆえに特定用途で欠かせません。
材料番号 | 特性 | 用途 | |
---|---|---|---|
ステンレス鋼 | 17-4 PH | 高強度、優れた耐食性、良好な延性と靭性 | 航空宇宙、医療機器、火器、スポーツ用品 |
316L | 優れた耐食性、良好な強度と延性 | 医療インプラント、化学処理装置、海洋部品 | |
420 | 高硬度と耐摩耗性、中程度の耐食性 | 切削工具、外科手術器具、火器 | |
440C | 高硬度と耐摩耗性、良好な耐食性 | 切削工具、ベアリング、外科手術器具 | |
430 | 良好な耐食性、中程度の強度と延性 | 調理器具、自動車内装、電子部品 | |
低合金鋼 | ASTM F-0005 | 高強度、優れた耐摩耗性、良好な耐食性 | 医療・歯科器具、時計ケース |
ASTM F-0008 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 航空宇宙、自動車、医療部品 | |
ASTM F-0009 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 火器部品、電子機器、自動車部品 | |
ASTM F-0010 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 航空宇宙部品、自動車部品、医療機器 | |
ASTM F-0040 | 高強度、優れた耐摩耗性、良好な耐食性 | 切削工具、MIM部品 | |
ASTM F-0002 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 電気・電子部品、自動車部品 | |
ASTM F-0003 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 火器部品、自動車部品、医療機器 | |
ASTM F-0004 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 航空宇宙部品、医療機器 | |
ASTM F-0006 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 自動車部品、電子部品 | |
ASTM F-0007 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 航空宇宙部品、自動車部品、医療機器 | |
工具鋼 | M2 | 高硬度と耐摩耗性、良好な靭性と加工性 | 切削工具、冷間加工工具、パンチ、金型 |
D2 | 高耐摩耗性と圧縮強度、良好な靭性 | パンチ、ダイ、プレス・フォーム工具、シアブレード | |
A2 | 高靭性と優れた寸法安定性、優れた耐摩耗性 | 冷間加工工具、パンチ、金型、シアブレード | |
S7 | 高衝撃強度、良好な靭性と耐摩耗性 | インパクト工具、金型、成形工具 | |
H13 | 高靭性と硬度、優れた耐熱性と耐摩耗性 | 熱間加工工具、ダイカスト金型、押出ダイ | |
P20 | 良好な加工性、優れた研磨性、良好な靭性と耐摩耗性 | 射出成形金型、ブロー金型、押出ダイ | |
420 | 良好な耐食性、高硬度と耐摩耗性 | 外科手術器具、切削工具、金型 | |
440C | 高硬度、良好な耐食性と耐摩耗性、優れた刃先保持性 | ナイフブレード、ベアリング、外科手術器具 | |
タングステン合金 | W-Ni-Fe | 高密度、優れた放射線遮蔽性、良好な機械的特性 | 医療機器、航空宇宙、防衛、核産業 |
W-Ni-Cu | 高密度、優れた耐摩耗性、良好な機械的特性 | バランス重量、振動吸収、ボーリングバー | |
W-Cu | 高い熱伝導性、優れた電気伝導性、良好な耐摩耗性 | 電極、ヒートシンク、電気接点 | |
W-Ni-Cu-Fe | 高密度、良好な機械加工性、良好な機械的特性 | 航空宇宙、防衛、医療機器、放射線遮蔽 | |
W-Ni-Cu-Mn | 高密度、良好な機械加工性、良好な機械的特性 | 航空宇宙、防衛、医療機器、放射線遮蔽 | |
コバルト合金 | Co-Cr-Mo | 高強度、優れた耐食性と耐摩耗性、生体適合性 | 医療インプラント、航空宇宙、防衛、産業機器 |
Co-Cr-W | 高強度、優れた耐食性と耐摩耗性、良好な機械加工性 | タービンブレード、ホットセクション部品、医療インプラント | |
Co-Cr-Mn | 高強度、優れた耐食性と耐摩耗性、生体適合性 | 医療インプラント、航空宇宙、防衛、産業機器 | |
Co-Ni-Cr | 高強度、良好な耐食性と耐摩耗性、良好な機械加工性 | 航空宇宙、防衛、産業機器、海洋用途 | |
Co-W | 高強度、優れた耐摩耗性、良好な機械加工性 | 切削工具、耐摩耗部品、航空宇宙、防衛 | |
チタン合金 | Ti-6Al-4V | 高い強度対重量比、優れた耐食性、生体適合性 | 航空宇宙、防衛、医療インプラント、スポーツ用品 |
Ti-6Al-7Nb | 良好な強度と生体適合性、低弾性率 | 医療インプラント、歯科インプラント、手術器具 | |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | 高強度、優れた耐食性、良好なクリープ耐性 | 航空宇宙、海洋用途、スポーツ用品 | |
Ti-5Al-2.5Sn | 良好な強度、良好な耐食性、優れた成形性 | 航空宇宙、防衛、スポーツ用品 | |
Ti-6Al-2Sn-4V-2Mo | 高強度、優れた耐食性、良好な疲労耐性 | 航空宇宙、海洋用途、スポーツ用品 | |
銅合金 | Cu-10Sn | 高強度、良好な耐摩耗性、優れた加工性 | 電気コネクタ、電子部品、スイッチ |
Cu-8Ni-4Si | 良好な強度と耐食性、優れた熱伝導性 | 電気接点、ヒートシンク、電子部品 | |
Cu-Ni-Sn | 良好な強度と耐食性、優れた電気伝導性 | 電気接点、電子部品、スイッチ | |
Cu-25Zn | 良好な強度と耐食性、優れた熱伝導性 | 熱交換器、電気コネクタ、電子部品 | |
Cu-10Ni-4Si | 良好な強度と耐食性、優れた熱伝導性 | 電気接点、ヒートシンク、電子部品 |