MIM材料
MIM材料
一般的なMIM材料
金属射出成形 MIMは、追加加工なしで様々な高性能で複雑な形状の部品を製造できます。MIM部品は高密度であるため、他の製造方法と同等の特性を備えています。材料選択の柔軟性が高く、同じ装置で異なる金属材料を製造できます。さらに、幅広い種類の金属を様々な用途に使用できます。 MIMプロセス様々な化学組成、粒子サイズ、形状の金属粉末が、最終的なMIM部品の特性を決定します。当社のMIM材料は、以下のカテゴリーに分類されます。
鉄合金: 鋼、ステンレス鋼、工具鋼、低合金鋼、鉄ニッケル合金、インバーやコバールなどの特殊鉄合金。
タングステン合金: タングステン銅、タングステン重合金。
ニッケル合金: ニッケル、ニッケル基超合金。
モリブデン合金: モリブデン、モリブデン銅。
チタン合金: チタン、チタン合金。
硬質材料: コバルトクロム、超硬合金(WC-Co)、サーメット(Fe-TiC)。
特定の材料: アルミニウム、貴金属、銅および銅合金、コバルト基合金、磁性合金（軟質および硬質）、形状記憶合金。
卓瑞MIM材料
| メタリアル | 密度 | 抗張力 | 硬度 | 伸長 | |
| g/cm³ | ムパ | ロックウェル | （25.4mmの%） | ||
| ステンレス鋼 | 316L | ≥7.85 | ≥450 | 100-150 HV10 | ≥40% |
| 304 | ≥7.75 | ≥480 | 100-150 HV10 | ≥40% | |
| 420 | ≥7.55 | ≥750 | 30～39HRC | ≥1% | |
| 440C | ≥7.5 | ≥700 | 30～39HRC | ≥1% | |
| 17-4 PH（焼結） | ≥7.65 | ≥950 | 25～30HRC | ≥3% | |
| 17-4 PH（熱処理） | ≥7.7 | ≥1100 | 35～40HRC | ≥9% | |
| 万能薬 | ≥7.5 | ≥1090 | 270～300 HV10 | ≥35% | |
| 低合金鋼 | 4605 | ≥7.5 | ≥600 | 90 HV10 | ≥5% |
| Fe02Ni | ≥7.55 | ≥260 | 90 HV10 | ≥3% | |
| Fe04Ni | ≥7.6 | ≥630 | 90 HV10 | ≥3% | |
| Fe08Ni | ≥7.65 | ≥630 | 90 HV10 | ≥3% | |
| Fe03Si | ≥7.55 | ≥227 | 100～180 HV10 | ≥24% | |
| Fe50Ni | ≥7.85 | ≥468 | 110～180 HV10 | <1% | |
| Fe50Co | ≥7.5 | ≥300 | 80HRB | ≥20% | |
| 特殊素材 | 銅 | ≥8.5 | ≥180 | 35～45HRB | ≥30% |
| Ti-6Al-4V | ≥4.5 | ≥950 | 36HRC | ≥35% | |
| ニッケル合金 | ≥8.6 | —— | 63 HRC | —— | |
| ASTM F15 | ≥7.7 | ≥450 | 65HRB | ≥25% | |
| ASTM F75 | ≥8.3 | ≥992 | 25HRC | ≥30% | |
| ASTM F1537 | ≥8.3 | ≥1103 | 32HRC | ≥27% | |
カスタムMIM材料
ほとんどの合金組成は標準的なハンドブックの配合を模倣したものです。しかし、ほとんどの合金は鋳造技術の中で開発・製造されているため、焼結工程における長期焼鈍によって合金特性が劣化することは無視できません。そのため、Zhuorui MIMでは、MIM部品の物理的・化学的特性を保証するために、MIM技術において改良された化学組成を採用しています。
例えば、316L合金組成（Fe-19Cr-9NI-2Mo）は、耐食性と複合強度特性の理由から広く使用されています。また、合金組成にクロムを過剰に添加することで焼結が容易になるため、この代替金属製造方法を用いることで優れた特性を実現できます。
組成が入手できない場合は、追加料金をお支払いいただくことで、カスタム金属粉末を製造できます。Zhuorui MIMは、お客様のあらゆるカスタム材料要件を、最も費用対効果の高い価格で満たします。
MIM材料オプション
MIM材料の用途
MIM 部品に最適な材料を選択するには、MIM 部品の重量、許容誤差要件、機械的応力、硬度、追加機械加工、最大断面積、耐食性など、多くの要素を考慮する必要があります。
| 材質カテゴリー | 素材の種類 | 特徴 | 応用 |
| ステンレス鋼 | 316L | 耐食性 | 時計部品、電子部品 |
| ステンレス鋼 | 304 | 高強度 | 電子部品、マイクロギア |
| ステンレス鋼 | 420 | 高強度 | 空気圧機械、刃物、工具 |
| ステンレス鋼 | 440C | 耐摩擦性、耐腐食性 | 手工具、スポーツ用品 |
| ステンレス鋼 | 17-4 PH | 耐食性と強度 | 医療、歯科、外科用部品 |
| ステンレス鋼 | 万能薬 | 非磁性 | エレクトロニクス、 |
| Fe基合金 | 4605 | 優れた強度、優れた延性 | 消費財、手工具 |
| Fe基合金 | Fe3%Si | 高い電気抵抗 | 電気部品 |
| Fe基合金 | Fe50%Ni | 高い透過性 | 電気部品 |
| Fe基合金 | Fe50Co | 高い透過性 | マイクロモーター |
| 銅 | 銅合金 | 熱伝導率と電気伝導率 | 熱伝導、電気伝導 |
| 硬質合金 | ニッケル合金 | 導電性、耐腐食性 | 電気部品、腕時計部品 |
| チタン | Ti-6Al-4V | 耐腐食性、軽量 | 医療部品 |
| 特殊合金 | ASTM F15（コバール） | 制御された拡大 | スプリッター、マイクロ電子部品 |
| 特殊合金 | ASTM F75 | 生体適合性、耐摩耗性 | 医療、整形外科、歯科部品 |
| 特殊合金 | ASTM F1537 | 生体適合性、耐腐食性 | 医療部品 |
Zhuorui MIM は、次のようにさまざまな用途に共通の MIM 材料を提供しています。
典型的な材料特性
カスタム MIM 部品の要件に合わせて、次の表のように一般的な MIM 材料の機械的特性も提供しています。
| 金属タイプ | MIMモデル | 密度 | 抗張力 | 硬度 | 伸長 |
| 鉄ベース | 二次治療 | g/cm³ | ムパ | ロックウェル | （25.4mmの%） |
| ステンレス鋼 | 316L | 7.8 | 515 | 67HRB | 50 |
| ステンレス鋼 | 304 | 7.8 | 515 | 63HRB | 50 |
| ステンレス鋼 | 420 | 7.7 | 1737 | 45HRC | 3.5 |
| ステンレス鋼 | 440C | 7.6 | 1655 | 49HRC | 1 |
| ステンレス鋼 | 17-4 PH（焼結） | 7.5 | 896 | 27HRC | 6 |
| ステンレス鋼 | 17-4 PH（熱処理） | 7.5 | 1186 | 33HRC | 6 |
| ステンレス鋼 | 17-4 PH(H900) | 7.7 | 1206 | 40HRC | 9 |
| ステンレス鋼 | 17-4 PH(H1100) | 7.7 | 1000 | 34HRC | 12 |
| ステンレス鋼 | 万能薬 | 7.5 | 1090 | 300HV10 | 35 |
| 低合金鋼 | 4605（焼結） | 7.5 | 440 | 48HRB | 15 |
| 低合金鋼 | 4605 低硬度 | 7.5 | 1151 | 36HRC | 3 |
| 低合金鋼 | 4605 高硬度 | 7.5 | 1655 | 48HRC | 2 |
| 低合金鋼 | Fe3%Si | 7.6 | 227 | 80HRB | 24 |
| 低合金鋼 | Fe50%Ni | 7.8 | 468 | 50HRB | 30 |
| 低合金鋼 | Fe50Co | 7.95 | 300 | 80HRB | 1 |
| 特定の合金 | 銅合金 | 8.5 | 165 | — | 30 |
| 特定の合金 | チタン合金 | 4.5 | 950 | 36HRC | 18 |
| 特定の合金 | ニッケル合金 | 8.6 | — | 53HRC | — |
| 特定の合金 | ASTM F15（コバール） | 7.7 | 450 | 65HRB | 25 |
| 特定の合金 | ASTM F75 | 8.3 | 992 | 25HRC | 30 |
| 特定の合金 | ASTM F1537 | 8.3 | 1103 | 32HRC | 27 |
MIM材料特性
MIM 製品は理論密度より約 98% 低い密度に焼結されるため、その化学的、物理的、弾性的、および熱力学的特性は、ハンドブックの情報と比較して MIM 焼結プロセスによって影響を受けます。
Zhruoruiは、お客様に高品質のMIM部品を提供することを目指しており、MIM焼結プロセスにおける材料の影響を考慮しています。これにより、エンジニアリングチームはお客様のプロジェクトに最適な処理方法を複数ご提案いたします。
機械的特性
MIM テクノロジー製品は、他の製造方法と同様の引張特性を備えています。
疲労強度と破壊靭性
高靭性金属材料の場合、この問題を心配する必要はありません。しかし、MIMでは結晶粒径が大きく、残留気孔が発生する可能性があるため、それ以外の場合は材料試験をお勧めします。
耐食性
MIM法で製造されたステンレス鋼は、焼結工程中にクロムが表面から優先的に蒸発し、耐食性が低下するため、耐食性に問題が生じます。しかし、適切な焼結後処理と表面処理を施すことで、最終的なMIM部品は様々な媒体に対して優れた耐食性を発揮します。
生体適合性
MIM部品は医療・歯科分野でますます多く利用されており、生体適合性は他の方法と同等になっています。その場合、MIM部品の表面化学組成を生体適合性のために再均一化するために、焼結後処理と電気化学処理が必要となります。
着用性能
MIMプロセスでは、原料に硬質相を混合することで、MIM部品の摩耗挙動を改善します。例えば、低濃度の二フッ化カルシウムで処理したMIM工具鋼は、鍛造工具鋼よりも乾燥摩耗率が大幅に向上します。ステンレス鋼に窒化チタンまたはホウ化クロムを添加すると、最終製品の耐摩耗性が向上します。
Zhruo rui MIMは、金属粉末工業連盟（MPIF）が発行する規格「MPIF規格35：金属射出成形部品の材料規格（2018年版）」に準拠しています。これは、金属射出成形業界のあらゆる側面を網羅する最も包括的な規格です。
MIM材料の研究開発
金属射出成形（MIM）は、複雑でニアネットシェイプの金属部品の大量生産を可能にし、精密製造に革命をもたらしました。この革新の中核を成すのは、MIMの限界を常に押し広げる材料研究開発（R&D）です。航空宇宙グレードの超合金から持続可能なリサイクル材料まで、MIM材料はもはや従来の粉末に限定されず、未来の産業に最適なソリューションとなっています。
1. チタン合金：コスト障壁からブレークスルーへ
チタンMIMはこれまで高価な球状粉末のせいで実現が困難でした。しかし、近年の研究開発では、より安価で非球状である水素化物・脱水素化物（HDH）チタン粉末が活用されています。研究によると、HDH粉末は最適化されたバインダーと焼結プロトコルと組み合わせることで、95%以上の密度を達成でき、外科用インプラント（F75、316L、316L Harder、Ti-6Al-4Vなど）のASTM規格を満たすことが示されています。この画期的な技術革新により、コストは30～50%削減され、自動車や航空宇宙用途への道が開かれます。
チタン合金：F75、316L、316Lハード
| 材料 | Ni含有量（%） | 州 | 密度(g/cm³) | 硬度(HV10) | 降伏強度(MPa) | 抗張力 | 伸長 | 耐食性（時間） | 研磨特性 |
| F75 | <0.5 | 焼結状態 | >7.8 | 250-320 | 500 | 800 | 20 | 96 | 普通 |
| 316L | 10-14 | 焼結状態 | 7.85 | 120 | 180 | 510 | 45歳以上 | 96 | 最高 |
| 316L より硬い | 10-14 | 焼結状態 | 7.9 | 180 | 250 | 600 | 30 | 72 | 良い |
316L より硬い: 内部供給と特殊な焼結パラメータを使用して製造された 316LHarder は、鏡面研磨が必要なウェアラブル製品に使用できます。
チタン合金：MIM-TC4、MIM-TA4
| 材料 | タイプ | 密度(g/cm³) | 硬度(HV10) | 降伏強度(MPa) | 引張強度(MPa) | 伸長 | SUS316Lとの密度比較 |
| MIM-TC4(Ti-6Al-4V) | （α+β） | ≥4.2 | ≥260 | ≥825 | ≥895 | ≥8 | 7.85 g/cm3 |
| MIM-TA4 | （α） | ≥4.35 | ≥150 | ≥140 | ≥240 | ≥15 | 55%重量 |
- Ti、TA4、TC4、表面は研磨、サンドブラスト、ブラシ仕上げ、PVD、レーザー彫刻が可能。
- ステンレス鋼よりも優れた耐食性と耐熱性、優れた強度を備えています。
- 製品重量はステンレスより軽量です。
| 材料 | カラー | 密度（g/cm³） | 硬度（HV10） | 曲げ強度/Mpa | 破壊靭性（Mpa/m1/2） | 比誘電率 | 熱伝導率（W/m·K） | 耐高温性（emp./℃） |
| ジルコニア | カスタマイズ可能 | 5.9~6.1 | 1150~1400 | 700~1300 | 5~15 | 25~35 | 2~8 | 1000 |
| 95# Al2O3 | カスタマイズ可能 | 3.4~3.6 | 1600~1800 | 300~400 | 2~4 | 8~10 | 18~25 | 1500 |
| 99# Al2O3 | カスタマイズ可能 | 3.7~4.0 | 1800~2100 | 350~450 | 2~4 | 8~10 | 25~35 | 1600 |
MIMジルコニアセラミック材料特性
▪ 肌に優しい優れた美観
熱伝導率が低いため、肌との接触が快適（冷たさや熱さを感じない）で、アレルギー反応も起こさないため、ウェアラブルデバイスや医療用途に最適です。
精密な仕上げにより鏡のような光沢を実現し、PVD (物理蒸着法) によりクラシックな白から鮮やかなメタリック色まで色をカスタマイズして、エレガントで高級感のあるデザインを実現します。
▪ 無毒、安全、多用途
生体適合性と不活性性を備えたジルコニアセラミックは、医療・歯科インプラント、機械部品、通信、高級アクセサリー、化学工学、新エネルギーシステム、航空宇宙など、幅広い分野で採用されています。その適応性は、安全性と耐久性が不可欠となるハイリスクな産業にまで及びます。
▪ 優れた機械的性能
100% は、ロックウェル硬度が約 85HRA (サファイアの 2 倍の強度) で、傷や摩耗に強いです。
優れた曲げ強度 (最大 1,200 MPa) と靭性 (4～10 MPa·m½) を備え、軽量かつ精密でありながら脆い代替品よりも優れています。
▪ 強化された電気伝導性
サファイアの 3 倍の電気伝導率により、優れた信号感度とゼロ EMI (電磁干渉) シールドを実現します。これは、5G アンテナ、ワイヤレス充電コイル、スマートフォンやウェアラブルのセンサー統合に不可欠です。
▪ コスト効率の高い精密機械加工
高度な成形と焼結により、±0.002% の寸法精度 (ミクロンレベルの精度) を実現し、生産コストはサファイアの 1/4 で、大規模に高級グレードの品質を提供します。
MIMジルコニアセラミックスの将来の応用シナリオ
医学: 自然な骨密度を模倣した生体適合性のある歯冠と股関節インプラント。
テック: ワイヤレス充電に対応した傷防止スマートフォンバックプレート (例: Xiaomi の Mi Mix Alpha)。
贅沢: 生涯にわたって輝きと滑らかさを保つ低刺激性のジュエリー。
航空宇宙: 2,700℃の融点を活かしたジェットエンジン用耐熱部品。