金属射出成形(MIM)は、プラスチック射出成形の利点と粉末冶金を組み合わせた多用途な製造プロセスです。複雑な金属部品の正確で一貫性のある生産を可能にします。適切な材料の選択は、MIMプロセスの成功と最終製品の性能にとって重要です。ここでは、金属射出成形で最も一般的に使用される材料について探っていきます。

ステンレス鋼は、優れた耐食性、高強度、耐熱性により、MIMで最も広く使用されている材料の一つです。316L、17-4 PH、420、440Cなどの異なるグレードのステンレス鋼は、医療、自動車、航空宇宙分野の用途で一般的に使用されています。
4140、4340、4605などの低合金鋼は、優れた機械的特性とコスト効率の良さから、MIMの人気のある選択肢です。高い強度、靭性、耐摩耗性を兼ね備えており、様々な産業用途に適しています。
工具鋼は、高硬度、耐摩耗性、寸法安定性が要求される用途に不可欠です。MIMにより、M2、D2、H13などのグレードで作られるような複雑な工具鋼部品の製造が可能となり、切削工具、金型、ダイスなどに使用されます。
48% ニッケル-鉄(Ni-Fe)合金やコバルト-鉄(Co-Fe)合金などの軟磁性合金は、MIMで磁気回路、変圧器、モーターの部品を製造するために使用されます。これらの合金は高い透磁率と低い保磁力を示し、電気用途に理想的です。
チタンとその合金は、特に過酷な環境において、優れた強度対重量比と耐食性が評価されています。MIMは、航空宇宙、医療用インプラント、スポーツ用品向けの複雑なチタン部品の製造を可能にします。
銅およびCuNi10Fe1MnやCuNi2SiCrなどの銅合金は、電気および熱伝導性の用途でMIMに採用されています。電気コネクタ、ヒートシンク、その他の電子部品に使用されます。
90% W-Ni-Feや95% W-Ni-Cuなどのタングステン合金は、高密度と高温での優れた機械的特性で知られています。MIMにより、航空宇宙、防衛、放射線遮蔽用途向けの複雑な形状の部品の製造が可能となります。
インコネル625やハステロイC-276などの高性能合金は、優れた耐食性、高温強度、機械的特性を提供します。MIMは、化学処理、石油・ガス、航空宇宙産業向けの複雑な部品の製造を可能にします。
NdFeB(ネオジム-鉄-ボロン)やSmCo(サマリウム-コバルト)などの磁性合金は、MIMでモーター、センサー、様々な電子機器に使用される永久磁石の複雑な形状を作成するために使用されます。
一部のMIMメーカーは、特定の用途向けに特別に調整された特殊合金を扱う場合があります。これには、金属セラミック複合材料、形状記憶合金、または独自の性能要件を満たすその他の独自配合が含まれる可能性があります。
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、銃器、スポーツ用品 |
316L | 優れた耐食性、良好な強度と延性 | 医療用インプラント、化学処理装置、船舶部品 | |
420 | 高硬度と耐摩耗性、中程度の耐食性 | 切削工具、外科用器具、銃器 | |
440C | 高硬度と耐摩耗性、良好な耐食性 | 切削工具、ベアリング、外科用器具 | |
430 | 良好な耐食性、中程度の強度と延性 | 台所用品、自動車装飾、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 | 医療および歯科機器、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 | 銃器部品、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、金属射出成形部品 | |
ASTM F-0002 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 電子・電気部品、自動車部品 | |
ASTM F-0003 | 高強度、良好な延性、良好な耐食性 | 銃器部品、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、良好な靭性と被削性。 | 切削工具、冷間加工工具、パンチ、ダイス。 |
D2 | 高耐摩耗性と圧縮強度、良好な靭性。 | パンチ、ダイス、打ち抜き・成形工具、せん断刃。 | |
A2 | 高靭性と良好な寸法安定性、優れた耐摩耗性。 | 冷間加工工具、パンチ、ダイス、せん断刃。 | |
S7 | 高耐衝撃性、良好な靭性と耐摩耗性。 | 衝撃工具、ダイス、成形工具。 | |
H13 | 高靭性と硬度、良好な耐熱性と耐摩耗性。 | 熱間加工工具、ダイカスト金型、押出しダイス。 | |
P20 | 良好な被削性、優れた研磨性、良好な靭性と耐摩耗性。 | 射出成形金型、ブロー成形金型、押出しダイス。 | |
420 | 良好な耐食性、高硬度と耐摩耗性。 | 外科用器具、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。 | ナイフ刃、ベアリング、外科用器具。 | |
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、原子力産業。 |
W-Ni-Cu | 高密度、優れた耐摩耗性、良好な機械的特性。 | バランスウェイト、振動減衰、中ぐり棒。 | |
W-Cu | 高熱伝導率、優れた電気伝導率、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、優れた被削性、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、優れた被削性、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。 | 医療用インプラント、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、良好な被削性。 | タービンブレード、高温部品、医療用インプラント。 | |
Co-Cr-Mn | 高強度、優れた耐食性と耐摩耗性、良好な生体適合性。 | 医療用インプラント、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、良好な被削性。 | 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、良好な被削性。 | 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、医療用インプラント、スポーツ用品。 |
Ti-6Al-7Nb | 良好な強度と生体適合性、低弾性率。 | 医療用インプラント、歯科インプラント、外科用器具。 | |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | 高強度、優れた耐食性、良好なクリープ抵抗性。 | 航空宇宙・防衛、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、医療用インプラント、スポーツ用品。 | |
Ti-6Al-2Sn-4V-2Mo | 高強度、優れた耐食性、良好な疲労抵抗性。 | 航空宇宙・防衛、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、優れた被削性。 | 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、優れた熱伝導率。 | 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、優れた電気伝導率。 | 電気接点、電子部品、スイッチ。 | |
Cu-25Zn | 良好な強度と耐食性、優れた熱伝導率。 | 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、優れた熱伝導率。 | 電気接点、ヒートシンク、電子部品。 |
結論として、金属射出成形は産業用途に多様な材料オプションを提供します。材料の選択は、部品の特定の性能要件、コスト考慮事項、最終使用環境に依存します。高精度と一貫性で複雑な形状を製造できる能力により、MIMは自動車や航空宇宙から医療、電子機器に至るまで、様々な産業にとって魅力的な製造プロセスとなっています。材料とMIM技術が進歩し続けるにつれて、この製造技術のさらなる多様で洗練された応用が見られることが期待されます。