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水利工程建设においてバインダーは很是に最主要的な役割を果たしており、参杂、射精成型、脱脂などの水利工程建设に外源性影響を与え、射精成型ブランクの品質、脱脂、寸法控制精度、金属組成に大きな影響を与えます。 MIM で支配されるバインダーには、熱可塑形システム、熱溶化性システム、水阴离子型システム、ゲル システムおよび相当なシステムがあり、それぞれに专门の長所と短所があります。熱可塑形バインダー 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一会儿剤です。バインダーが支配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% の高强度ポリエチレンの共同参与を持つ熱可塑形バインダーです。  

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。

挤出轧制の目标值は、欠陥のない所望の外观の轧制ブランクを得ることですが、挤出欠陥はその後の水利で齐全に缓解することができないため、この水利は厳密に代为网上办理されなければなりません。 超音波検査技術は、挤出轧制ブランクの静态欠陥を検出するために控制できます。 挤出段階での欠陥代为网上办理は現状では経験ベースが河系です。 鬼神之说技術の進歩に伴い、コンピュータを控制して挤出轧制金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給机可と関連付けて挤出情况パラメータを最適化し、挤出欠陥を缓解することは、現在高宽比な実験的方式であり、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挤出水利の支支招に適用し、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研讨会总结が需注意でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)方式(shi)は加(jia)熱脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)を採用しており、バインダ成(cheng)份の熱分(fen)化特征に応じて加(jia)熱脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工(gong)程を公(gong)道的に決定する须(xu)(xu)要(yao)があると同時に、脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)ビレットの発泡(pao)や割れなどの欠陥(xian)を避免する须(xu)(xu)要(yao)がある。脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)速(su)(su)(su)率が速(su)(su)(su)すぎる。 ステンレス鋼粉(fen)末は炭素含有量に很(hen)是に敏感であるため、バインダーの分(fen)化による残留炭素を防ぐために還元性(xing)雰(fen)(fen)囲気を選(xuan)択する须(xu)(xu)要(yao)があります。室温(wen)から 200 °C までの温(wen)度範囲では、主(zhu)にパラフィンの分(fen)化が行われます。このプロセスの結合(he)剤であるパラフィンが最も主(zhu)要(yao)な成(cheng)份であるため、パラフィンをうまく撤(che)除(chu)するには、凡是、加(jia)熱速(su)(su)(su)率を 1°C/min 未満にする须(xu)(xu)要(yao)があります。 この工(gong)程の脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)炉(lu)内は水素雰(fen)(fen)囲気となっており、脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)温(wen)度は200℃以下(xia)で昇(sheng)温(wen)速(su)(su💧)(su)率0.8℃/minで昇(sheng)温(wen)し、200℃に達したら1.5時間坚持し、その後、１．５℃／分(fen)の速(su)(su)(su)率で４５０℃まで昇(sheng)温(wen)し、坚持時間坚持することにより、バインダーポリマー成(cheng)份である高密度ポリエチレンを撤(che)除(chu)し、連通孔(kong)を构成(cheng)した。 450💝℃以降、4℃/分(fen)の速(su)(su)(su)率で800℃まで缓(huan)慢に昇(sheng)温(wen)し、45分(fen)間保温(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)份を完整に分(fen)化し、ブランクの脱脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)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、44分間坚守し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結热度まで很慢に上昇させ、44分間坚守し、その後、炉で干燥まで冷去します。 焼結热度はできるだけ安靖している需用があり、焼結热度は十余℃変動するため、焼結高密度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法可靠性强，精密度と機械的特殊性: 达成した结构件 (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彩石組織阐发と機械的共同点試験が実施されました。 この结构件の彩石組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的共同点試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 肆意妄为の 10 個を取り出し、平均溶解度を測定すると、理論溶解度の 98.8% になります。 之基的に理論上の机都指標に達し、使用要件を満たしています。 post请求准确度を満たした構造とサイズであり、制作加工は不必です。