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建筑过程においてバインダーは很是に主要是な役割を果たしており、掺杂、射出去去定型、脱脂などの建筑过程に接间影響を与え、射出去去定型ブランクの品質、脱脂、寸法gps精度、镍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、熱可蠕变システム、熱软化剂剂性システム、水溶解性システム、ゲル システムおよび特别なシステムがあり、それぞれに简单の長所と短所があります。熱可蠕变バインダー システムは MIM バインダーの支脉およびリーダーであり、熱软化剂剂性システムは之后剤です。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% の高容重ポリエチレンの一起を持つ熱可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。

挤出冷冲压の的目标は、欠陥のない所望の形状の冷冲压ブランクを得ることですが、挤出欠陥はその後の建设工程建设建设で完整篇に取消することができないため、この建设工程建设建设は厳密に申请されなければなりません。 超音波検査技術は、挤出冷冲压ブランクの间接欠陥を検出するために操控できます。 挤出段階での欠陥申请は現状では経験ベースが河段です。 相信有技術の進歩に伴い、コンピュータを操控して挤出冷冲压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挤出实质パラメータを最適化し、挤出欠陥を取消することは、現在较高な実験法律手段であり、未来的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挤出建设工程建设建设の支支招に適用し、优秀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出现分歧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が必须でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)方式は加(jia)熱脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)を採(cai)用しており、バインダ成(cheng)份(fen)(fen)の熱分(fen)化(hua)特(te)征(zheng)に応じて加(jia)熱脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)工(gong)程(cheng)を公(gong)道的(de)に決定する须(xu)要(yao)があると同時(shi)に、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)ビレットの発泡や割れなどの欠(qian)陥を避免する须(xu)要(yao)がある。脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)速率(lv)(lv)が速すぎる。 ステンレス鋼粉(fen)末は炭(tan)素含(han)有(you)量(liang)に很(hen)是に敏(min)感であるため、バインダーの分(fen)化(hua)による残留炭(tan)素を防ぐために還元性雰囲(wei)気を選(xuan)択(ze)する须(xu)要(yao)がありま꧑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(hua)が行(xing)われます。このプロセスの結合(he)剤であるパラフィンが最も主要(yao)な成(cheng)份(fen)(fen)であるため、パラフィンをうまく撤(che)除するには、凡是、加(jia)熱速率(lv)(lv)を 1°C/min 未満にする须(xu)要(yao)があります。 この工(gong)程(cheng)の脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)炉(lu)内(nei)は水素雰囲(wei)気となっており、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)温(wen)度は200℃以下で昇温(wen)速率(lv)(lv)0.8℃/minで昇温(wen)し、200℃に達したら1.5時(shi)間坚(jian)持し、その後(hou)、１．５℃／分(fen)の速率(lv)(lv)で４５０℃まで昇温(wen)し、坚(jian)持時(shi)間坚(jian)持することにより、バインダーポリマー成(cheng)份(fen)(fen)である高密度ポリエチレンを撤(che)除し、連通孔を构成(cheng)した。 450℃以降、4℃/分(fen)の速率(lv)(lv)で800℃まで缓慢に昇温(wen)し、45分(fen)間保温(wen)してバインダー中(zhong)のポリマー成(cheng)份(fen)(fen)を完(wan)整に分(fen)化(hua)し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)と仮焼結を完(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の昇温时延で開始し、4分之五間严格要求自己不懈し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結湿度表まで迟缓に上昇させ、4分之五間严格要求自己不懈し、その後、炉で低温まで冷凝します。 焼結湿度表はできるだけ安靖している需注意があり、焼結湿度表は几十℃変動するため、焼結硬度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法控制精度と機械的基本特征: 保证した结构件 (図 3 を按照) 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黑色复合組織阐发と機械的本质特殊性試験が実施されました。 この结构件の黑色复合組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的本质特殊性試験の結果は、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、不均体积を測定すると、理論体积の 98.8% になります。 之本的に理論上の功能指標に達し、操作要件を満たしています。 要求精准度を満たした構造とサイズであり、工作は千万别です。