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水利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、挤出来轧制、脱脂などの水利に外源影響を与え、挤出来轧制ブランクの品質、脱脂、寸法精确度、镁合金組成に大きな影響を与えます。 MIM で调控されるバインダーには、熱可韧度システム、熱覆盖完成性システム、水可溶性システム、ゲル システムおよび有点なシステムがあり、それぞれに多个の長所と短所があります。熱可韧度バインダー システムは MIM バインダーの支脉およびリーダーであり、熱覆盖完成性システムは紧接着剤です。バインダーが调控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% の高孔隙率ポリエチレンの一起を持つ熱可韧度バインダーです。  

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。

投射挤压铸造の目标值は、欠陥のない所望の形态の挤压铸造ブランクを得ることですが、投射欠陥はその後の建设项目で完好に更改することができないため、この建设项目は厳密に申请注册されなければなりません。 超音波検査技術は、投射挤压铸造ブランクの静态欠陥を検出するために使用できます。 投射段階での欠陥申请注册は現状では経験ベースが干流です。 相信有技術の進歩に伴い、コンピュータを使用して投射挤压铸造金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給机器と関連付けて投射原则パラメータを最適化し、投射欠陥を更改することは、現在位置な実験措施であり、未来十年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投射建设项目の支支招に適用し、杰出的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分岐していないことが判明し、この点についてはさらなる研讨会总结が需耍でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)方式は加(jia)熱脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)を採用しており、バインダ成(cheng)份(fen)の熱分(fen)化(hua)特征(zheng)に応じて加(jia)熱脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)工程(cheng)を公道的(de)に決定する须要(yao)(yao)があると同時(shi)に、脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)ビレットの発(fa)泡や割れなどの欠陥を避(bi)免(mian)する须要(yao)(yao)がある。脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)速(su)(su)(su)率が速(su)(su)(su)すぎる。 ステンレス鋼(gang)粉末は炭素含有量に很是に敏感であるため、バインダーの分(fen)化(hua)による残留炭素を防ぐために還元性(xing)雰囲気を選択する须要(yao)(yao)があります。室(shi)温(wen)から 200 °C までの温(wen)度範囲では、主にパラフィンの分(fen)化(hua)が行われます。このプロセスの結(jie)合(he)剤であるパラフィンが最も主要(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、凡是、加(jia)熱速(su)(su)(su)率を 1°C/min 未満にする须要(yao)(yao)があります。 この工程(cheng)の脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)炉(lu)内は水素雰囲気となっており、脱🥂(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)温(wen)度は200℃以下で昇温(wen)速(su)(su)(su)率0.8℃/minで昇温(wen)し、200℃に達したら1.5時(shi)間坚持し、その後(hou)、１．５℃／分(fen)の速(su)(su)(su)率で４５０℃まで昇温(wen)し、坚持時(shi)間坚持することにより、バインダーポリマー成(cheng)份(fen)である高密(mi)度ポリエチレンを撤除(chu)し、連通孔を构成(cheng)した。 450℃以降、4℃/分(fen)の速(su)(su)(su)率で800℃まで缓慢に昇温(wen)し、45分(fen)間保(bao)温(wen)してバインダー中(zhong)のポリマー成(cheng)份(fen)を完整に分(fen)化(hua)し、ブランクの脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)と仮(jia)焼結(jie)を完了させます。

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の昇温效率で開始し、4两分間始终し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結室内水温まで很快に上昇させ、4两分間始终し、その後、炉で超低温まで空气冷却します。 焼結室内水温はできるだけ安靖している需注意があり、焼結室内水温は数万℃変動するため、焼結相对密度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法表面粗糙度と機械的显著特点: 达成した零部件 (図 3 を参考) については、零部件とともに準備された標準試験片に対して塑料組織阐发と機械的特色試験が実施されました。 この零部件の塑料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。 恣意の 10 個を取り出し、一致强度を測定すると、理論强度の 98.8% になります。 根本的に理論上の机转指標に達し、使用要件を満たしています。 post请求误差を満たした構造とサイズであり、工艺は不可です。