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建筑项目においてバインダーは很是に注意な役割を果たしており、掺杂、喷出挤压铸造、脱脂などの建筑项目に直接影響を与え、喷出挤压铸造ブランクの品質、脱脂、寸法控制精度、合金类組成に大きな影響を与えます。 MIM で操作されるバインダーには、熱可弹蠕变システム、熱氧化性システム、水可溶システム、ゲル システムおよび尤其なシステムがあり、それぞれに设定の長所と短所があります。熱可弹蠕变バインダー システムは MIM バインダーの河系およびリーダーであり、熱氧化性システムは又剤です。バインダーが操作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统一を持つ熱可弹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。

会射轧制の对方は、欠陥のない所望の外观形状の轧制ブランクを得ることですが、会射欠陥はその後の建设水利で详细完整に移除することができないため、この建设水利は厳密に注册流程されなければなりません。 超音波検査技術は、会射轧制ブランクの间接欠陥を検出するために操控できます。 会射段階での欠陥注册流程は現状では経験ベースが支脉です。 相信有技術の進歩に伴い、コンピュータを操控して会射轧制金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給性能と関連付けて会射的前提パラメータを最適化し、会射欠陥を移除することは、現在高强度な実験的方法であり、之后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会射建设水利の破析に適用し、很好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应该要でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)方式は加(jia)熱(re)(re)脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)を採用しており、バインダ成份の熱(re)(re)分(fen)化(hua)特征に応じて加(jia)熱(re)(re)脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)工(gong)程を公道的に決定(ding)する须(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)があると同時(shi)に、脱(tuo)(꧙tuo)脂(zhi)(zhi)ビレットの発泡や割(ge)れなどの欠陥を避免する须(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)がある。脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)速(su)率が速(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末は炭(tan)素含有量に很是に敏(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(fang)ぐために還元(yuan)性雰(fen)囲気を選択する须(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)があります。室(shi)温(wen)から 200 °C までの温(wen)度範囲では、主にパラフィンの分(fen)化(hua)が行われます。このプロセスの結(jie)(jie)合(he)剤であるパラフィンが最も主要(yao)(yao)な成份であるため、パラフィンをうまく撤除(chu)するには、凡是、加(jia)熱(re)(re)速(su)率を 1°C/min 未満にする须(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)があります。 この工(gong)程の脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)炉内(nei)は水素雰(fen)囲気となっており、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)温(wen)度は200℃以下で昇(sheng)温(wen)速(su)率0.8℃/minで昇(sheng)温(wen)し、200℃に達したら1.5時(shi)間(jian)坚(jian)持(chi)し、その後、１．５℃／分(fen)の速(su)率で４５０℃まで昇(sheng)温(wen)し、坚(jian)持(chi)時(shi)間(jian)坚(jian)持(chi)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(chu)し、連通孔を构(gou)成した。 450℃以降、4℃/分(fen)の速(su)率で800℃まで缓慢(man)に昇(sheng)温(wen)し、45分(fen)間(jian)保温(wen)してバインダー中(zhong)のポリマー成份を完整に分(fen)化(hua)し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)と仮焼結(jie)(jie)を完了(le)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の昇温传输速率で開始し、4分之五間保持什么し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結溫度まで迟滞に上昇させ、4分之五間保持什么し、その後、炉で常溫まで急冷します。 焼結溫度はできるだけ安靖している需があり、焼結溫度は十余℃変動するため、焼結比热容は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法误差と機械的功能: 完成した结构件 (図 3 を参照物) 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材料制組織阐发と機械的功能試験が実施されました。 この结构件の材料制組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的功能試験の結果は、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、均规格を測定すると、理論规格の 98.8% になります。 之基的に理論上の器能指標に達し、调控要件を満たしています。 中请精确を満たした構造とサイズであり、激光加工は就不要です。