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MIM材料

目次
適切なMIM材料の選び方
MIM材料の分類
ステンレス鋼
低合金鋼
工具鋼
チタン
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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。

目次
1. 適切なMIM材料の選び方
2. MIM材料の分類

適切なMIM材料の選び方

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材料の分類

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
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