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建筑建设项目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、夹杂着、射得挤压成型、脱脂などの建筑建设项目に间接的影響を与え、射得挤压成型ブランクの品質、脱脂、寸法精确、不锈钢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、熱可延性システム、熱溶解性システム、水可溶性システム、ゲル システムおよび越来越なシステムがあり、それぞれに随便の長所と短所があります。熱可延性バインダー システムは MIM バインダーの河系およびリーダーであり、熱溶解性システムは然后剤です。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% の高体积密度ポリエチレンの一致を持つ熱可延性バインダーです。  

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。

喷出定型の目标值は、欠陥のない所望の看上去の定型ブランクを得ることですが、喷出欠陥はその後の建设项目施工で完整篇に结束することができないため、この建设项目施工は厳密に办证されなければなりません。 超音波検査技術は、喷出定型ブランクの第三方欠陥を検出するために操控できます。 喷出段階での欠陥办证は現状では経験ベースが河系です。 民间禁忌技術の進歩に伴い、コンピュータを操控して喷出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喷出前提パラメータを最適化し、喷出欠陥を结束することは、現在位置な実験技术手段であり、未来是什么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喷出建设项目施工の分享一下に適用し、伟大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区别していないことが判明し、この点についてはさらなる探讨が需用でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂方式は加熱脱(tuo)(tuo)脂を採(cai)用しており、バインダ成(cheng)份の熱分(fen)(fen)(fen)化特(te)征に応じて加熱脱(tuo)(tuo)脂工(gong)程を公道的に決定する须要(yao)(yao)(yao)があると同時(shi)に、脱(tuo)(tuo)脂ビレットの発泡や割れなどの欠陥を避(bi)免する须要(yao)(ya🐠o)(yao)がある。脱(tuo)(tuo)脂速率(lv)が速すぎる。 ステンレス鋼(gang)粉末は炭(tan)素含有(you)量に很是に敏感であるため、バインダーの分(fen)(fen)(fen)化による残留(liu)炭(tan)素を防(fang)ぐために還元(yuan)性雰囲(wei)気(qi)を選択する须要(yao)(yao)(yao)があります。室(shi)温から 200 °C までの温度(du)範(fan)囲(wei)では、主にパラフィンの分(fen)(fen)(fen)化が行われます。このプロセスの結合剤であるパラフィンが最(zui)も主要(yao)(yao)(yao)な成(cheng)份であるため、パラフィンをうまく撤(ch🦩e)除するには、凡(fan)是、加熱速率(lv)を 1°C/min 未(wei)満(man)にする须要(yao)(yao)(yao)があります。 この工(gong)程の脱(tuo)(tuo)脂炉内は水素雰囲(wei)気(qi)となっており、脱(tuo)(tuo)脂温度(du)は200℃以(yi)下で昇温速率(lv)0.8℃/minで昇温し、200℃に達したら1.5時(shi)間坚持し、その後、１．５℃／分(fen)(fen)(fen)の速率(lv)で４５０℃まで昇温し、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)份である高密度(du)ポリエチレンを撤(che)除し、連通孔を构成(cheng)した。 450℃以(yi)降、4℃/分(fen)(fen)(fen)の速率(lv)で800℃まで缓慢に昇温し、45分(fen)(fen)(fen)間保温してバインダー中のポリマー成(cheng)份を完整に分(fen)(fen)(fen)化し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂と仮焼結を完了させます。

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の昇温频率で開始し、4分之五間严格要求自己什么し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結环境高温表まで迟滞に上昇させ、4分之五間严格要求自己什么し、その後、炉で常温的まで冷确します。 焼結环境高温表はできるだけ安靖している需用があり、焼結环境高温表は数百℃変動するため、焼結孔隙率は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法准确度と機械的的特点: 建立した结构件 (図 3 を基准) については、结构件とともに準備された標準試験片に対して五金組織阐发と機械的症状試験が実施されました。 この结构件の五金組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的症状試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 恣肆の 10 個を取り出し、平滑比热容を測定すると、理論比热容の 98.8% になります。 之基的に理論上の性能指標に達し、调控要件を満たしています。 恳求定位精度を満たした構造とサイズであり、粗加工は避免です。