大量生産のためのMIM F75(Co-Cr-Mo)焼結(jié)條件が微細(xì)構(gòu)造と特性に與える影響

電子デバイス産業(yè)は20年代に出現(xiàn)しました番目世紀(jì)は今日世界的に最も大きい企業(yè)の1つであり。社會(huì)では、自動(dòng)化または半自動(dòng)の工場(chǎng)で製造された膨大な數(shù)の電子機(jī)器が使用されています。これらのデバイスは今やユビキタスであり、何十億人もの人々が日常生活で使用しています。

スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、ラップトップコンピュータなどの通信およびコンピューティングデバイスは、コンポーネントの複雑な組み合わせで構(gòu)築されており、その多くは電子機(jī)器製造用に最適化された材料を使用しています。これらの材料は、現(xiàn)在の電子?情報(bào)通信技術(shù)の基盤(pán)となり、世界の経済成長(zhǎng)に大きく貢獻(xiàn)してきました。

高度な金屬材料をベースにした電磁部品は、現(xiàn)代の3C産業(yè)(コンピューター、通信、家電製品)における最も重要な開(kāi)発の1つです。これらの材料は、優(yōu)れた機(jī)械的強(qiáng)度と、適度に高い耐食性、耐摩耗性、および特定の磁気特性(製品の設(shè)計(jì)と機(jī)能に応じて強(qiáng)磁性または常磁性)を兼ね備えています。それらには、ステンレス鋼、コバルト合金、その他の最先端の合金が含まれます。

上記のようなデバイスの部品を作るには、相當(dāng)な技術(shù)と精密なエンジニアリングが必要であり、乗り越えるべきハードルは山積しています。製品設(shè)計(jì)者は、ペースの速い開(kāi)発に追いつくために、適切な材料を迅速かつ効率的に見(jiàn)つけて選択できることが重要です。

コバルト合金の魅力

コバルト基合金は、埋め込み型醫(yī)療機(jī)器向けに長(zhǎng)い間開(kāi)発されてきましたが、最近では3Cエレクトロニクス産業(yè)にも適用されています。耐摩耗性、耐食性、耐熱性があります。コバルト基合金の最も効果的な用途は、耐摩耗性部品です。

コバルトは、ニッケル基超合金の耐熱用途の合金元素としてより広く使用されており、コバルトトン數(shù)はコバルト基耐熱合金で使用されるトン數(shù)を超えています。さらに、コバルト基合金は、酸化、硫化、浸炭反応など、さまざまな形態(tài)の高溫腐食攻撃に対して優(yōu)れた耐性を示します。

Co-Cr-WおよびCo-Cr-Mo三元に由來(lái)する市販のコバルト基合金の多くは、1907年にクロムによってコバルトに付與される強(qiáng)化効果と耐食性を発見(jiàn)したエルウッド?ヘインズによって最初に調(diào)査されました。彼は後に、タングステンとモリブデンがコバルトクロム系內(nèi)の強(qiáng)力な強(qiáng)化剤であることを特定しました。高度なコバルト基合金の1つであるCo-Cr-Mo合金は、航空機(jī)エンジン、醫(yī)療用人工股関節(jié)全置換術(shù)、歯科用機(jī)器、心臓弁のサポート構(gòu)造などに広く適用されています。Co-Cr-Mo合金は、強(qiáng)力な機(jī)械的性能、耐摩耗性、耐食性、および許容可能な生體適合性の組み合わせでよく知られています。ただし、それらの主な屬性は、塩化物環(huán)境での耐食性です。

前述のCo-Cr-Mo合金の用途に加えて、最近では3C通信業(yè)界での使用に多くの注意が払われています。たとえば、スマートフォンのカメラブラケットコンポーネントは、強(qiáng)度、耐食性、摩耗性能、および非磁性特性の組み合わせにより、これらの合金の有望な用途です。

コバルト基合金は、主に「ビタリウム」と名付けられたCo-Cr-Mo合金が精密ロストワックス鋳造によって複雑な形狀を再現(xiàn)するのに適しているため、現(xiàn)在超合金分野と呼ばれているものに導(dǎo)入されました[1]。コバルト基合金の特性の多くは、コバルト元素の結(jié)晶學(xué)的性質(zhì)に起因します。これらの特性には、クロム、タングステン、およびモリブデンのコバルトおよび固溶體強(qiáng)化効果が含まれます。金屬炭化物の形成そしてクロムによって與えられる耐食性。コバルト基合金は、炭素、クロム、モリブデンを添加して固溶硬化および炭化物析出硬化によって強(qiáng)化されます。

クロムとモリブデンは、合金の耐食性を高め、アブレシブ摩耗を減らし、積層故障エネルギーを下げることにより、機(jī)械的特性を向上させます。高度なコバルト基合金であるCo-Cr-Mo合金は、原子力発電所、航空宇宙エンジンベーン、および生物醫(yī)學(xué)外科用インプラントで広く使用されています。後者の場(chǎng)合、人工金屬対金屬の股関節(jié)と膝関節(jié)を作るために使用されます。これらのCo-Cr-Mo合金は、強(qiáng)力な機(jī)械的性能、耐疲労性、低クリープ性、耐摩耗性/耐食性、および生體適合性の組み合わせで知られていますが、その主な屬性は塩化物環(huán)境での耐食性です。この特性は、それらのバルク組成(主に高いクロム含有量)および保護(hù)表面酸化物層(名目上Cr2O3).

コバルト基合金インプラントは、従來(lái)、鍛造または鋳造技術(shù)を使用して製造することができます。鍛造コバルト合金は、高溫高圧下で材料を鍛造することによって作られます。さらに、金屬射出成形(MIM)を介して金屬粉末から部品をニアネットシェイプ成形する新しい方法が現(xiàn)在研究されています。MIMコンポーネントの新しい用途は、低侵襲手術(shù)用のより小型で複雑なデバイス、特に組織の把持、切斷、縫合のための腹腔鏡器具に向かう傾向にあります。このようなデバイスは、より自由な動(dòng)きのために設(shè)計(jì)されており、アセンブリに使用される金屬部品の數(shù)が増えています。

MIMは、このような部品をコスト効率よく製造するための設(shè)計(jì)の自由度を提供しました。このプロセスの新たな探求分野は、マイクロサイズの部品の製造であり、低侵襲手術(shù)のために部品が縮小し続ける中、將來(lái)の醫(yī)療基準(zhǔn)を満たすのに役立つはずです。