MIM超硬部品メーカー|WC-Co 産業用精密部品

MIM超硬合金部品は、金属粉末射出成形によって成形されたWC-Co（炭化タングステン-コバルト）精密部品であり、プレス・焼結では不可能なアンダーカット、クロス穴、内部ねじなどの複雑な形状を実現できます。MIMは複雑な耐摩耗形状をニアネットシェイプで成形できるため超硬合金に適しており、研削コストを40～60%削減します。

主な仕様

材料	WC-Co、WC-Ni、WC-NiCr
寸法公差	標準 ±0.3%、精密 ±0.1%
表面仕上げ	焼結まま Ra 0.3～0.8 μm
焼結密度	理論値の99.0%以上、アルキメデス法
最小肉厚	MIMにより薄肉部も維持
標準的な受注数量	年間生産能力200万個以上
二次加工	ダイヤモンド研削、放電加工、レーザーマーキング、PVD/CVDコーティング

超硬合金とは？

超硬合金は、何よりも「摩耗に耐える」ために設計された複合材料です。ミクロンサイズのタングステンカーバイド（WC）粒子——商業利用される金属炭化物の中で最も硬い——を、コバルト（Co）、ニッケル（Ni）、またはニッケルクロム（NiCr）などの延性金属バインダーに埋め込んだものです。

WC粒子は硬度（HRA 85〜92、サファイアに匹敵）を提供し、バインダー相は破壊靭性を提供——純セラミックスを悩ませる致命的な脆性破壊を防ぎます。その結果、焼入鋼を切断し、研磨性スラリーに何年も耐え、工具鋼を数時間で破壊する条件下でも寸法精度を維持できる材料が生まれます。

セメントカーバイドをコンクリートに例えるなら、微視的スケールでの話です：WCの「砂利」が荷重を受け摩耗に抵抗し、バインダーの「セメント」がそれをつなぎ衝撃を吸収します。粒径とバインダー比率を調整することで、超硬質（精密仕上工具用）から超靭性（岩石掘削用）まで材料特性を調整できます。

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材料グレード一覧

グレード	バインダー	硬度（HRA）	TRS（MPa）	最適用途
WC-6Co	6% コバルト	91〜92	2,000〜2,500	精密切削工具、仕上加工
WC-10Co	10% コバルト	89〜90	2,500〜3,200	耐摩耗部品、一般産業用
WC-15Co	15% コバルト	87〜88	2,800〜3,500	鉱山工具、衝撃主体用途
WC-Ni	6〜10% ニッケル	89〜91	2,000〜2,800	耐食用途
WC-NiCr	6〜10% NiCr	88〜90	2,200〜3,000	化学処理、海水暴露環境

サブミクロングレード（0.4〜0.8 μm粒）全バインダータイプに対応——同等バインダー量で5〜15%高い硬度を実現。

超硬合金にMIMが選ばれる理由

何十年もの間、超硬合金部品は一つの方法で製造されてきました：WC-Co粉末を剛性ダイスでプレス成形し、「グリーン」圧粉体を突き出して焼結する。これは単純な形状——平板耐摩耗板、円筒ブランク、基本的なインサート——には有効ですが、複雑さが要求される部品では限界があります：

アンダーカットやクロス穴は剛性ダイスから物理的に突き出せない
めねじやらせん機構は焼結後のダイヤモンド研削が必要（遅く高価）
薄肉部は圧縮圧力で崩れるか、突き出し時に割れる
多段径プロファイルは複数のプレス工具または大規模な研削が必要

MIM/CIMがこれらの制約を解消します。WC-Co粉末を熱可塑性バインダーと混合し、全機構をグリーン状態で形成した金型キャビティに射出成形、その後熱脱脂・焼結。部品は予測通り（直線約18〜20%）最終寸法に収縮——めねじ、クロス穴、アンダーカット、薄肉がすべて無傷のまま。

複雑な超硬合金部品についてMIMとプレス＋研削を比較すると、経済性は決定的にシフトします。3面研削が必要な部品は、機構が成形され研削不要のため、MIMで40〜60%のコスト削減が可能です。

主な用途

切削工具・インサート

スローアウェイインサート、カスタム総形工具、スリッティングソー、金属切削用耐摩耗パッド。MIMにより、切りくず処理溝とクーラントチャンネルをグリーン体に直接成形——プレス＆焼結ブランクでは高価なEDMやレーザー加工が必要な機構です。

耐摩耗部品

ポンプシール、バルブシート、軸受ブッシュ、ガイドローラー、伸線ダイス、ショットブラストノズル。研磨媒体、高速粒子、金属同士の摺動接触が従来材料を数週間で摩耗させるあらゆる場所に。

鉱業・鉱物処理

ドリルビットインサート、クラッシャー耐摩耗板、ハイドロサイクロンアペックスインサート、スラリーポンプライナー、シュートライナー。耐衝撃靭性と耐摩耗性の組み合わせが、超硬合金を鉱業用摩耗保護の基盤としています。

金属成形工具

引抜ダイス、押出ダイス、ヘッディングダイス、冷間鍛造パンチ、缶工具。超硬合金工具は工具鋼の10〜50倍のダイス寿命を実現——MIMによりコンフォーマル冷却チャンネルが可能になり生産性をさらに向上。

精密測定・計測

ゲージブロック、CMMスタイラスチップ、測定アンビル、校正標準器。超硬合金の寸法安定性と耐摩耗性は、ミクロンが重要な計測用途で選択される材料です。

構造部品

精密機械、半導体装置、光学システム向けの高剛性構造部品。ヤング率500〜650 GPa——鋼の約3倍——が高速オートメーションでの振動減衰と位置精度を提供します。

製造能力

項目	仕様
材料系	WC-Co（6%〜15% Co）、WC-Ni、WC-NiCr
粒径	サブミクロン（0.4〜0.8 μm）、微細（0.8〜1.5 μm）、中粒（1.5〜3.0 μm）
部品重量範囲	0.5 g 〜 500 g
寸法公差	±0.3%（標準）、±0.1%（精密）
表面粗さ（焼結まま）	Ra 0.3〜0.8 μm
二次加工	ダイヤモンド研削、EDM、レーザーマーキング、PVD/CVDコーティング
年生産能力	200万個以上

品質保証

密度測定 — アルキメデス法、≥99.0%理論密度（グレード依存）
硬度試験 — ロックウェルHRA（ロット毎）、ビッカースHV30（精密グレード）
抗折力（TRS） — ISO 3327準拠3点曲げ
金属組織検査 — 気孔率評価 ISO 4505、粒径 ISO 4499
保磁力/磁気飽和 — コバルトバインダー分布および炭素量検証用非破壊検査
寸法検査 — 重要機構にCMMおよび画像測定

当社のISO認証MIMプロセスは、過酷な産業用途に必要な一貫性を備えた超硬合金部品を提供します。認証詳細は品質保証をご覧ください。

摩耗問題や複雑な超硬合金部品の製造についてご検討ですか？図面または仕様をお送りいただければ、MIM製造可能性を評価します。

よくある質問

MIM超硬合金部品では、どのような材料とグレードを製造できますか？

当社は6%～15%のコバルトを含むWC-Coに加え、耐食性を目的としたWC-NiおよびWC-NiCrを成形しています。結晶粒径はサブミクロン（0.4～0.8 μm）、ファイン（0.8～1.5 μm）、ミディアム（1.5～3.0 μm）をご用意しています。サブミクロングレードは、同等のバインダー含有量で5～15%高い硬度を実現します。