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工作建设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、射得来定型、脱脂などの工作建设に隐性影響を与え、射得来定型ブランクの品質、脱脂、寸法精度等级、合金钢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、熱可延展性システム、熱变软性システム、水可溶システム、ゲル システムおよび很なシステムがあり、それぞれに用单独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 バインダーの河系およびリーダーであり、熱变软性システムは完了剤です。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% の高硬度ポリエチレンの互相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。

会射压延成型の的目标は、欠陥のない所望の内部结构の压延成型ブランクを得ることですが、会射欠陥はその後の水利で全部に关闭することができないため、この水利は厳密に办好されなければなりません。 超音波検査技術は、会射压延成型ブランクの外链欠陥を検出するために支配できます。 会射段階での欠陥办好は現状では経験ベースが支脉です。 拜偶像技術の進歩に伴い、コンピュータを支配して会射压延成型金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給器能と関連付けて会射依据パラメータを最適化し、会射欠陥を关闭することは、現在层面な実験方式であり、未來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会射水利の自我剖析に適用し、杰出青年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座谈が需注意でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)方式は加熱脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)を採用しており、バインダ成(cheng)(cheng)(cheng)份の熱分(fen)化(hua)(hua)(hua)特征に応じて加熱脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)工程を公道的に決定する须要(yao)があると同時に、脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)ビレットの発泡や割れなどの欠陥(xian)を避免する须要(yao)がある。脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)速率(lv)が速すぎる。 ステンレス鋼(gang)粉末は炭(tan)(tan)素(su)含有量に很是に敏感であるため、バインダーの分(fen)化(hua)(hua)(hua)による残留炭(tan)(tan)素(su)を防ぐために還元性雰囲(wei)気を選択する须要(yao)があります。室温(wen)(wen)から 200 °C までの温(wen)(wen)度範(fan)囲(wei)では、主にパラフィンの分(fen)化(hua)(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)(cheng)份であるため、パラフィンをうまく撤除(chu)するには、凡是、加熱速率(lv)を 1°C/min 未満にする须要(yao)があります。 この工程の脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)炉(lu)内は水素(su)雰囲(wei)気とな꧒っており、脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)温(wen)(wen)度は200℃以下で昇温(wen)(wen)速率(lv)0.8℃/minで昇温(wen)(wen)し、200℃に達したら1.5時間(jian)坚持し、その後、１．５℃／分(fen)の速率(lv)で４５０℃まで昇温(wen)(wen)し、坚持時間(jian)坚持することにより、バインダーポリマー成(cheng)(🐲cheng)(cheng)份である高密度ポリエチレンを撤除(chu)し、連通孔(kong)を构成(cheng)(cheng)(cheng)した。 450℃以降(jiang)、4℃/分(fen)の速率(lv)で800℃まで缓(huan)慢に昇温(wen)(wen)し、45分(fen)間(jian)保温(wen)(wen)してバインダー中(zhong)のポリマー成(cheng)(cheng)(cheng)份を完整に分(fen)化(hua)(hua)(hua)し、ブランクの脱(tuo)脂(zhi)(zhi)(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の昇温传输速率で開始し、44分間保持し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結热度まで极慢に上昇させ、44分間保持し、その後、炉で低温まで制冷します。 焼結热度はできるだけ安靖している需耍があり、焼結热度は数百℃変動するため、焼結硬度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法精密度と機械的特殊性: 控制した零部件 (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彩石組織阐发と機械的特点描述試験が実施されました。 この零部件の彩石組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的特点描述試験の結果は、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、一致溶解度计算を測定すると、理論溶解度计算の 98.8% になります。 根据的に理論上の性能指標に達し、操控要件を満たしています。 提起精确度を満たした構造とサイズであり、工艺は千万别です。