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建设项目においてバインダーは很是に重点な役割を果たしており、夹杂着、射精成型法、脱脂などの建设项目に直接影響を与え、射精成型法ブランクの品質、脱脂、寸法精度等级、镁合金組成に大きな影響を与えます。 MIM で操作されるバインダーには、熱可延展性システム、熱氧化性システム、水可溶システム、ゲル システムおよび十分なシステムがあり、それぞれに设定の長所と短所があります。熱可延展性バインダー システムは MIM バインダーの支脉およびリーダーであり、熱氧化性システムは完后剤です。バインダーが操作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% の高强度ポリエチレンの一致を持つ熱可延展性バインダーです。  

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。

投射定型の方向は、欠陥のない所望の外观设计の定型ブランクを得ることですが、投射欠陥はその後の水利项目建筑で删改に结束限制することができないため、この水利项目建筑は厳密に管理されなければなりません。 超音波検査技術は、投射定型ブランクの外观欠陥を検出するために使用できます。 投射段階での欠陥管理は現状では経験ベースが干流です。 谜信技術の進歩に伴い、コンピュータを使用して投射定型金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給身体机能と関連付けて投射依据パラメータを最適化し、投射欠陥を结束限制することは、現在超高な実験的方法であり、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投射水利项目建筑の破析に適用し、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类别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が要でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂(zhi)方式は加熱(re)脱(tuo)(tuo)脂(zhi)を採(cai)用しており、バインダ成(cheng)(cheng)份の熱(re)分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)特(te)征に応じて加熱(re)脱(tuo)(tuo)脂(zhi)工程(cheng)を公道(dao)的に決定する须(xu)要(yao)があると同(tong)時(shi)に、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)ビレットの発泡や割(ge)れなどの欠陥を避免する须(xu)要(yao)がある。脱(tuo)(tuo)脂(zhi)速(su)率(lv)が速(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末は炭(tan)素(su)(su)含(han)有(you)量に很是に敏感であるため、バインダーの分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)による残留炭(tan)素(su)(su)を防(fang)ぐために還(huan)元性(xing)雰(fen)囲(wei)気(qi)を選(xuan)択する须(xu)要(yao)があります。室温(wen)から 200 °C までの温(wen)度範囲(wei)では、主にパラフィンの分(fen)(fen)(fen)(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要(yao)な成(cheng)(cheng)份であるため、パラフィンをうまく撤除するには、凡(fan)是、加熱(re)速(su)率(lv)を 1°C/min 未満にする须(xu)要(yao)があります。 この工程(cheng)の脱(tuo)(tuo)🗹脂(zhi)炉内は水素(su)(su)雰(fen)囲(wei)気(qi)となっており、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)温(wen)度は200℃以(yi)下で昇(sheng)(sheng)温(wen)速(su)率(lv)0.8℃/minで昇(sheng)(sheng)温(wen)し、200℃に達したら1.5時(shi)間(jian)坚(jian)持(chi)し、その後、１．５℃／分(fen)(fen)(fen)(fen)の速(su)率(lv)で４５０℃まで昇(sheng)(sheng)温(wen)し、坚(jian)持(chi)時(shi)間(jian)坚(jian)持(chi)することにより、バインダーポリマー成(cheng)(cheng)份である高密(mi)度ポリエチレンを撤除し、連(lian)通孔(kong)を构(gou)成(cheng)(cheng)した。 450℃以(yi)降(jiang)、4℃/分(fen)(fen)(fen)(fen)の速(su)率(lv)で800℃まで缓慢に昇(sheng)(sheng)温(wen)し、45分(fen)(fen)(fen)(fen)間(jian)保温(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)(cheng)份を完整に分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂(zhi)と仮焼結(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の昇温带宽で開始し、4两分間维持し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結温暖まで迟缓に上昇させ、4两分間维持し、その後、炉で恒温的まで保压します。 焼結温暖はできるだけ安靖している需用があり、焼結温暖は不低于数十℃変動するため、焼結相对密度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法高精度と機械的特性: 体现した零部件 (図 3 を参照物) 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合金組織阐发と機械的本质显著特点試験が実施されました。 この零部件の合金組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的本质显著特点試験の結果は、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、匀称溶解度を測定すると、理論溶解度の 98.8% になります。 基础的に理論上の后能指標に達し、支配要件を満たしています。 提起定位精度を満たした構造とサイズであり、激光加工は不可です。