極小歯車用の金属射出成形 (MIM) 技術

 

発売日：[2020/12/1]
 

1 マイクロギアMIMの製造プロセスとパラメータの選定

特定のマイクロギアの量産におけるプロセスパラメータと首要パラメータの実験的選択方式。

 

2金属粉末とバインダーの選定
MIMプロセスで操纵される金属粉末の粒径は、普通的に0.5～20μmです。 理論的には、粒子が細かくなるほど比外表積が大きくなり、成形や焼結が轻易になります。 現在、MIM用粉末の主な製造方式は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、ベースダイヤリング法などです。 各方式にはそれぞれ長所と短所があり、水アトマイズ法が主な粉体製造プロセスであり、効率が高く、大批生産では経済的であり、粉体をより細かくすることができますが、外形が不規則であるため、外形坚持には役立ちますが、ビスコースを操纵する方が良いです。バインダーが多いため、精度に影響します。 また、水と金属の低温反応により构成される酸化皮膜は焼結を妨げます。 MIM用粉末の主な製造方式はガスアトマイズ法であり、得られる粉末は球状で酸化度が低く、バインダーの操纵量が少なく、成形性が良いが、価格が高く保形性に劣る。 ベースダイヤリング法で製造される粉末は高純度で粒度が很是に細かいため、MIMには最適ですが、FeやNiなどの粉末に限制され、多くの资料の请求には対応できません。 MIM 粉末の要件を満たすために、多くの製粉会社が上記の方式を改进し、微粒化、層状微粒化、およびその他の粉末化方式を開発しました。 粉体の選択はMIM技術、製品外形、机能、価格などを総合的に考慮する须要がありますが、現在ではタップ密度を高める水アトマイズ粉と外形坚持性を維持するガスアトマイズ粉を組み合わせて操纵​​することが普通的です。 。 腐食環境で操纵される歯車のため、水アトマイズ316Lステンレス鋼粉末を操纵しており、その化学組成（質量分率）は、Cr：17.0％、N：11.5％、Mo：2.2％、C：0.3以下です。 ％、Ｆｅ：約６９％。 その物性を表1に示します。

  MIM项目工程建设においてバインダーは很是に其主要な役割を果たしており、参杂、投射轧制、脱脂などの项目工程建设に隐性影響を与え、投射轧制ブランクの品質、脱脂、寸法精确、金属組成に大きな影響を与えます。 MIM で支配されるバインダーには、熱可塑形システム、熱泡软性システム、水可溶システム、ゲル システムおよび尤其是なシステムがあり、それぞれに简单の長所と短所があります。熱可塑形バインダー システムは MIM バインダーの支脉およびリーダーであり、熱泡软性システムは接下来剤です。バインダーが支配されることは少なく、このタイプのバインダーは保形性は良いものの、取り外しが困難です。 ここで、バインダーは、70% のパラフィンワックスと 30% の聚集计算ポリエチレンの一起を持つ熱可塑形バインダーです。  

3 夹杂・造粒・射出成形
粉体と結合剤を決めたら夹杂する须要がありますが、粉体の流動性を高めて分离を完了させるために夹杂作業は複雑な作業となります。 普通的に操纵される夹杂装配には、二軸押出機、Z 型インペラーミキサー、ダブルプラネタリーミキサーなどがあり、現在、連続夹杂プロセスが開発されています。 夹杂時の供給速率、夹杂温度、回転速率などはすべて夹杂効果に影響します。 ここでは、粉末と結合剤をダブルプラネタリーミキサーで63:37の共同量(体積分率)に従って1.5時間混練し、夹杂温度は130±10℃で、粉末と結合剤が很是に混練されるようにした。造粒はスクリュー押出機で行い、造粒温度は130℃～150℃、スクリュー回転数は40r/minです。 TMC60EV射出成形機を操纵して射出成形。 射出成形における主要な課題の一つが、製品設計や金型設計など、成形に関わるさまざまな設計です。 現在製造されている製品は 0.003 g から 200 g であり、精度の向上において主要な進歩が見られますが、ほとんどの設計、特に金型設計は経験に基づいており、信頼できる設計知識が缺乏しており、CAD システムを適切に MIM に適用することは困難です。 。 プラスチック金型の道理を操纵して、MIM 金型は徐々に標準化され、経験の蓄積により、金型の設計と生産の時間が大幅に短縮され、射出効率を向上させるために能够な限り多個取り金型を操纵する须要があります。

挤出来塑压の对方は、欠陥のない所望の外观の塑压ブランクを得ることですが、挤出来欠陥はその後の过程中施工で全版に接除することができないため、この过程中施工は厳密に申请好されなければなりません。 超音波検査技術は、挤出来塑压ブランクの外界欠陥を検出するために操作できます。 挤出来段階での欠陥申请好は現状では経験ベースが干流です。 沉迷技術の進歩に伴い、コンピュータを操作して挤出来塑压金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給器能と関連付けて挤出来本质パラメータを最適化し、挤出来欠陥を接除することは、現在超高な実験措施であり、今后の開発トレンドでもあります。 海内ではモールドフローをMIM挤出来过程中施工の破析に適用し、十隹な結果が得られたとの報告があり、当社でも適用を試みましたが、シミュレーション結果と実験結果があまり矛盾していないことが判明し、この点についてはさらなる讨论会が需用でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂方式は加熱脱(tuo)(tuo)脂を採用しており、バインダ成(cheng)份(fen)の熱分(fen)化(hua)(hua)特征に応じて加熱脱(tuo)(tuo)脂工程を公道的に決定する须要(yao)(yao)があると同時(shi)(shi)(shi)に、脱(tuo)(tuo)脂ビレットの発泡や割れなどの欠陥を避免する须要(yao)(yao)がある。脱(tuo)(tuo)脂速率が速すぎる。 ステンレス鋼(gang)粉末は炭(tan)素含有量(liang)に很是に敏感であるため、バインダーの分(fen)化(hua)(hua)による残留(liu)炭(tan)素を防(fang)ぐために還元性雰(fen)(fen)囲気を選択する须要(yao)(yao)があります。室温(wen)(wen)(wen)から 200 °C までの温(wen)(wen)(wen)度範囲では、主(zhu)(zhu)にパラフィンの分(fen)化(hua)(hua)が行われます。このプロセスの結(jie)合剤であるパラフィンが最も主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)な成(cheng)份(fen)であるため、パラフィンをうまく撤除(chu)するには、凡(fan)是、加熱速率を 1°C/min 未満にする须要(yao)(yao)があります。 この工程の脱(tuo)(tuo)脂炉内は水素雰(fen)(fen)囲気となっており、脱(tuo)(tuo)脂温(wen)(wen)(wen)度は200℃以下で昇温(wen)(wen)(wen)速率0.8℃/m൩inで昇温(wen)(wen)(wen)し、200℃に達したら1.5時(shi)(shi)(shi)間坚(jian)持(chi)し、その後(hou)、１．５℃／分(fen)の速率で４５０℃まで昇温(wen)(wen)(wen)し、坚(jian)持(chi)時(shi)(shi)(shi)間坚(jian)持(chi)することにより、バインダーポリマー成(cheng)份(fen)である高密度ポリエチレンを撤除(chu)し、連通(tong)孔を构成(cheng)した。 450℃以降、4℃/分(fen)の速率で800℃まで缓慢に昇温(wen)(wen)(wen)し、45分(fen)間保(bao)温(wen)(wen)(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)份(fen)を完(wan)整に分(fen)化(hua)(hua)し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂と仮(jia)焼結(jie)を完(wan)了させます。

5 焼結
焼結は真空度0.1Paの真空焼結炉で行います。

焼結プロセスは、1000℃まで4℃/minの昇温速率单位で開始し、4五分間维持し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結温暖まで较慢に上昇させ、4五分間维持し、その後、炉で室温まで水冷却します。 焼結温暖はできるだけ安靖している需耍があり、焼結温暖は不低于数十℃変動するため、焼結规格は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法可靠性强，精密度と機械的特征英文: 实现目标した零配件 (図 3 を对比) については、零配件とともに準備された標準試験片に対して废金属制組織阐发と機械的特色試験が実施されました。 この零配件の废金属制組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的特色試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 姿意の 10 個を取り出し、平滑相对比热容を測定すると、理論相对比热容の 98.8% になります。 执政之基的に理論上の后能指標に達し、使用要件を満たしています。 請求可靠性强，精密度を満たした構造とサイズであり、激光加工は不想です。