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主要的な役割を果たしており、夹杂着、射得来挤压铸造、脱脂などの水利に隐性影響を与え、射得来挤压铸造ブランクの品質、脱脂、寸法精度等级、硬质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、熱可可逆性システム、熱溶化性システム、水无水磷酸氢システム、ゲル システムおよび尤为なシステムがあり、それぞれに多个の長所と短所があります。熱可可逆性バインダー システムは MIM バインダーの干支流およびリーダーであり、熱溶化性システムは随后剤です。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共同的を持つ熱可可逆性バインダーです。  

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。

会射去注射成型の方向は、欠陥のない所望の形态の注射成型ブランクを得ることですが、会射去欠陥はその後の建设公程で完美に清除することができないため、この建设公程は厳密に处理されなければなりません。 超音波検査技術は、会射去注射成型ブランクの冗余欠陥を検出するために调控できます。 会射去段階での欠陥处理は現状では経験ベースが河段です。 拜偶像技術の進歩に伴い、コンピュータを调控して会射去注射成型金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給可以と関連付けて会射去前提下パラメータを最適化し、会射去欠陥を清除することは、現在高宽比な実験技术であり、在未来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会射去建设公程の查摆に適用し、出色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研究讨论が需でした。 。  

4脱脂・仮焼結
💖 脱脂方式は加熱脱脂を採用しており、バインダ成份の熱分化特征に応じて加熱脱脂工程を公道的に決定する须要があると同時に、脱脂ビレットの発泡や割れなどの欠陥を避免する须要がある。脱脂速率が速すぎる。 ステンレス鋼粉末は炭素含有量に很是に敏感であるため、バインダーの分化による残留炭素を防ぐために還元性雰囲気を選択する须要があります。室温から 200 °C までの温度範囲では、主にパラフィンの分化が行われます。このプロセスの結合剤であるパラフィンが最も主要な成份であるため、パラフィンをうまく撤除するには、凡是、加熱速率を 1°C/min 未満にする须要があります。 この工程の脱脂炉内は水素雰囲気となっており、脱脂温度は200℃以下で昇温速率0.8℃/minで昇温し、200℃に達したら1.5時間坚持し、その後、１．５℃／分の速率で４５０℃まで昇温し、坚持時間坚持することにより、バインダーポリマー成份である高密度ポリエチレンを撤除し、連通孔を构成した。 450℃以降、4℃/分の速率で800℃まで缓慢に昇温し、45分間保温してバインダー中のポリマー成份を完整に分化し、ブランクの脱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の昇温速率单位で開始し、4两分間坚定下去し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結高温まで放缓に上昇させ、4两分間坚定下去し、その後、炉で干燥まで放凉します。 焼結高温はできるだけ安靖している应该要があり、焼結高温は二十余℃変動するため、焼結容重は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法定位精度と機械的特性: 完成した零部件 (図 3 を基准) 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证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、その機械的特证試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 任其の 10 個を取り出し、不光滑强度を測定すると、理論强度の 98.8% になります。 根底的に理論上の激活能指標に達し、使用要件を満たしています。 請求控制精度を満たした構造とサイズであり、生产は不用です。