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过程においてバインダーは很是に主耍な役割を果たしており、杂质、射得挤压铸造、脱脂などの过程に举例说明影響を与え、射得挤压铸造ブランクの品質、脱脂、寸法表面粗糙度、锰钢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、熱可塑造性材料システム、熱溶化性システム、水可溶システム、ゲル システムおよび越来越なシステムがあり、それぞれに独立の長所と短所があります。熱可塑造性材料バインダー システムは MIM バインダーの河系およびリーダーであり、熱溶化性システムは完了剤です。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% の高聚集ポリエチレンの相互を持つ熱可塑造性材料バインダーです。  

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。

射精冷冲压の任务は、欠陥のない所望の性能の冷冲压ブランクを得ることですが、射精欠陥はその後の建筑项目で全部に关闭冻结することができないため、この建筑项目は厳密に处理手续されなければなりません。 超音波検査技術は、射精冷冲压ブランクの内部欠陥を検出するために支配できます。 射精段階での欠陥处理手续は現状では経験ベースが干支流です。 封建迷信技術の進歩に伴い、コンピュータを支配して射精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射精前提パラメータを最適化し、射精欠陥を关闭冻结することは、現在高宽比な実験措施であり、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射精建筑项目の摆查に適用し、杰出贡献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讨论が要でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)脂方(fang)式は加(jia)熱(re)脱(tuo)脂を採用(yong)しており、バインダ成(cheng)(cheng)份の熱(re)分化(hua)特征に応じて加(jia)熱(re)脱(tuo)脂工程を公道的に決定する须要(yao)(yao)があると同時に、脱(tuo)脂ビレットの発泡や割れなどの欠陥を避免する须要(yao)(yao)がある。脱(tuo)脂速(su)率(lv)が速(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末は炭素(su)含有量に很是に敏感であるため、バインダーの分化(hua)による残留炭素(su)を防ぐために還(huan)元性雰(fen)囲(wei)気を選択する须要(yao)(yao)があります。室温(wen)から 200 °C までの温(wen)度(du)範(fan)囲(wei)では、主(zhu)にパラフィンの分化(hua)が行われます。このプロセスの結(jie)(jie)合(he)剤(ji)であるパラフィンが最も主(zhu)要(yao)(yao)な成(cheng)(cheng)份であるため、パラフィンをうまく撤除(chu)するには、凡是、加(jia)熱(re)速(su)率(lv)を 1°C/min 未(wei)満(man)にする须要(yao)(yao)があります。 この工程の脱(tuo)脂炉内(nei)は水素(su)雰(fen)囲(wei)気となっており、脱(tuo)脂温(wen)度(du)は200℃以下(xia)で昇(sheng)(sheng)温(wen)速(su)率(lv)0.8℃/minで昇(sheng)(sheng)温(wen)し、200℃に達したら1.5時間坚(jian)持(chi)し、その後(hou)、１．５℃／分の速(su)率(lv)で４５０℃まで昇(sheng)(sheng)温(wen)し、坚(jian)持(chi)時間坚(jian)持(chi)することにより、バインダーポリマー成(cheng)(cheng)份である高(gao)密度(du)ポリエチレンを撤除(chu)し、連通孔を构成(cheng)(cheng)した。 450℃以降、4℃/分の速(su)率(lv)で🌄800℃まで缓慢ಌに昇(sheng)(sheng)温(wen)し、45分間保温(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)(cheng)份を完(wan)整に分化(hua)し、ブランクの脱(tuo)脂と仮(jia)焼結(jie)(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の昇温时延で開始し、4分之五間始终し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結湿度まで变慢に上昇させ、4分之五間始终し、その後、炉で超低温まで闭式冷却塔します。 焼結湿度はできるだけ安靖している目前があり、焼結湿度は几十℃変動するため、焼結溶解度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法可靠性强，精密度と機械的特征英文: 保持した结构件 (図 3 を定义) 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合金复合組織阐发と機械的本质共同点試験が実施されました。 この结构件の合金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。 肆无忌惮の 10 個を取り出し、光滑黏度を測定すると、理論黏度の 98.8% になります。 基础的に理論上の机转指標に達し、操控要件を満たしています。 重定向精准度を満たした構造とサイズであり、处理は无需です。