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基本な役割を果たしており、参杂、会射挤压成型、脱脂などの水利に外源性影響を与え、会射挤压成型ブランクの品質、脱脂、寸法误差、合金材料組成に大きな影響を与えます。 MIM で使用されるバインダーには、熱可延性システム、熱泡软性システム、水无水磷酸氢システム、ゲル システムおよび很なシステムがあり、それぞれに分次の長所と短所があります。熱可延性バインダー システムは MIM バインダーの河段およびリーダーであり、熱泡软性システムは之后剤です。バインダーが使用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% の高体积密度ポリエチレンの一同を持つ熱可延性バインダーです。  

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。

喷出压延成型の个人目标は、欠陥のない所望の形壮の压延成型ブランクを得ることですが、喷出欠陥はその後の工业で全面に化解冻结することができないため、この工业は厳密に进行されなければなりません。 超音波検査技術は、喷出压延成型ブランクの 外部欠陥を検出するために使用できます。 喷出段階での欠陥进行は現状では経験ベースが干支流です。 迷信活动技術の進歩に伴い、コンピュータを使用して喷出压延成型金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給性能と関連付けて喷出目的パラメータを最適化し、喷出欠陥を化解冻结することは、現在高强度な実験手法であり、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喷出工业の查摆に適用し、突出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争论していないことが判明し、この点についてはさらなる专题会が要些でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)方式は加(jia)熱(re)脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)を採用(yong)しており、バインダ成(cheng)(cheng)份(fen)の熱(re)分(fen)化特征に応じて加(jia)熱(re)脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)工(gong)程(cheng)を公道(dao)的に決定する须要(yao)(yao)(yao)があると同時(shi)に、脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)ビレットの発(fa)泡や割れなどの欠(qian)陥を避免する须要(yao)(yao)(yao)がある。脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)速(su)(su)率が速(su)(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末(mo)は炭素含有量に很是(shi)に敏感(gan)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(yuan)性雰(fen)囲(wei)(wei)気(qi)を選択する须要(yao)(yao)(yao)があります。室(shi)温(wen)から 200 °C までの温(wen)度範囲(wei)(wei)では、主にパラフィンの分(fen)化が行われます。このプロセスの結合(he)剤(ji)であるパラフィンが最(zui)も主要(yao)(yao)(yao)な成(🍷cheng)(cheng)份(fen)であるため、パラフィンをうまく撤(che)除するには、凡是(shi)、加(jia)熱(re)速(su)(su)率を 1°C/min 未満にする须要(yao)(yao)(yao)があります。 この工(gong)程(cheng)の脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)炉内は水素雰(fen)囲(wei)(wei)気(qi)となっており、脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)(zhi)温(wen)度は200℃以下で昇温(wen)速(su)(su)率0.8℃/minで昇温(wen)し、200℃に達したら1.5時(shi)間(jian)坚(jian)(jian)持(chi)し、その後(hou)、１．５℃／分(fen)の速(su)(su)率で４５０℃まで昇温(wen)し、坚(jian)(jian)持(chi)時(shi)間(jian)坚(jian)(jian)持(chi)することにより、バインダーポリマー成(cheng)(cheng)份(fen)である高密(mi)度ポリエチレンを撤(che)除し、連通孔を构成(cheng)(cheng)した。 450℃以降、4℃/分(fen)の速(su)(su)率で800℃まで缓慢に昇温(wen)し、45分(fen)間(jian)保温(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)(cheng)份(fen)を完整に分(fenဣ)化し、ブランクの脱(tuo)(tuo)(tuo)脂(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の昇温效率で開始し、44分間坚定し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結气温まで缓缓に上昇させ、44分間坚定し、その後、炉で恒温まで空气冷却します。 焼結气温はできるだけ安靖している需用があり、焼結气温は二十余℃変動するため、焼結密度计算は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法精密度较と機械的特色: 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铝合金质組織阐发と機械的有特点試験が実施されました。 この零部件の铝合金质組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的有特点試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 随意の 10 個を取り出し、不匀密度计算计算公式を測定すると、理論密度计算计算公式の 98.8% になります。 之基的に理論上の可以指標に達し、使用要件を満たしています。 post请求精确を満たした構造とサイズであり、代加工は尽量不要です。