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建筑水利工程においてバインダーは很是に通常な役割を果たしており、掺杂、会射压延成型、脱脂などの建筑水利工程に举例说明影響を与え、会射压延成型ブランクの品質、脱脂、寸法精度等级、合金属組成に大きな影響を与えます。 MIM で操控されるバインダーには、熱可弹蠕变システム、熱溶化性システム、水可溶性システム、ゲル システムおよび特别なシステムがあり、それぞれに多个の長所と短所があります。熱可弹蠕变バインダー システムは MIM バインダーの干流およびリーダーであり、熱溶化性システムは继续剤です。バインダーが操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% の高密集度单位ポリエチレンの互相を持つ熱可弹蠕变バインダーです。  

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。

投射成型の要求は、欠陥のない所望の性能の成型ブランクを得ることですが、投射欠陥はその後の建筑建筑工程建设で完整篇に接除することができないため、この建筑建筑工程建设は厳密に办されなければなりません。 超音波検査技術は、投射成型ブランクの外面欠陥を検出するために调控できます。 投射段階での欠陥办は現状では経験ベースが支脉です。 封建迷信技術の進歩に伴い、コンピュータを调控して投射成型金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給激活能と関連付けて投射依据パラメータを最適化し、投射欠陥を接除することは、現在极高な実験手法であり、未来发展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投射建筑建筑工程建设の深入分析に適用し、杰出人物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产生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专题讨论が需注意でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)脂(zhi)方式は加熱脱(tuo)脂(zhi)を採用しており、バインダ成份(fen)の熱分(fen)化特(te)征に応じて加熱脱(tuo)脂(zhi)工程を公(gong)道的に決(jue)定する须要があると同(tong)時に、脱(tuo)脂(zhi)ビレットの発泡や割れなどの欠(qian)陥を避免する须要がある。脱(tuo)脂(zhi)速(su)(su)率が速(su)(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末は炭素(su)(su)含有量(liang)に很是(shi)に敏感であるため、バインダーの分(fen)化による残(can)留炭素(su)(su)を防ぐために還元性雰囲(wei)気を選択する须要があります。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)化が行われます。このプロセスの結(jie)合剤(ji)であるパラフィンが最も主要な成份(fen)であるため、パラフィンをうまく撤(che)除するには、凡(fan)是(shi)、加熱速(su)(su)率を 1°C/min 未満(man)にする须要があります。 この工程の脱(tuo)脂(zhi)炉内は水素(su)(su)雰囲(wei)気となっており、脱(tuo)脂(zhi)温(wen)度は200℃以下(xia)で昇(sheng)温(wen)速(su)(su)率0.8℃/minで昇(sheng)温(wen)し、200℃に達(da)したら1.5時間坚(jian)(jian)持(chi)(chi)し、その後、１．５℃／分(fen)の速(su)(su)率で４５０℃まで昇(sheng)温(wen)し、坚(jian🍌)(jian)持(chi)(chi)時間坚(jian)(jian)持(chi)(chi)することにより、バインダーポリマー成份(fen)である高密度ポリエチレンを撤(che)除し、連通孔を构成した。 450℃以降、4℃/分(fen)の速(su)(su)率で800℃まで缓慢に昇(sh🐼eng)温(wen)し、45分(fen)間保(bao)温(wen)してバインダー中(zhong)のポリマー成份(fen)を完(wan)整に分(fen)化し、ブランクの脱(tuo)脂(zhi)と仮焼結(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の昇温数率で開始し、4两分間始终坚守し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結温湿度表まで慢慢的に上昇させ、4两分間始终坚守し、その後、炉で常温的まで冷去します。 焼結温湿度表はできるだけ安靖している应该要があり、焼結温湿度表は数百℃変動するため、焼結黏度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法高精准度と機械的表现形式: 控制した零配件 (図 3 を定义) 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材料組織阐发と機械的特点試験が実施されました。 この零配件の材料組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的特点試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 姿意の 10 個を取り出し、光滑容重を測定すると、理論容重の 98.8% になります。 根底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。 表单提交定位精度を満たした構造とサイズであり、加工工艺は不能です。