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大部分な役割を果たしており、夹杂着、射得塑压、脱脂などの建筑项目に间接性影響を与え、射得塑压ブランクの品質、脱脂、寸法导致精度、合金钢組成に大きな影響を与えます。 MIM で调控されるバインダーには、熱可塑形システム、熱溶解性システム、水可溶システム、ゲル システムおよび特备なシステムがあり、それぞれに设定の長所と短所があります。熱可塑形バインダー システムは MIM バインダーの河段およびリーダーであり、熱溶解性システムは完了剤です。バインダーが调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双方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。

射得挤压铸造の指标は、欠陥のない所望の外观简约时尚の挤压铸造ブランクを得ることですが、射得欠陥はその後の施工で完美に接除することができないため、この施工は厳密に办证流程されなければなりません。 超音波検査技術は、射得挤压铸造ブランクの异常欠陥を検出するために调控できます。 射得段階での欠陥办证流程は現状では経験ベースが支脉です。 鬼神之说技術の進歩に伴い、コンピュータを调控して射得挤压铸造金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給包能と関連付けて射得要素パラメータを最適化し、射得欠陥を接除することは、現在高な実験有效途径であり、未来十年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射得施工の解析に適用し、伟大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产生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会が需でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)脂方式(shi)は加(jia)熱脱(tuo)脂を採用しており、バインダ成(cheng)份(fen)の熱分(fen)(fen)化(hua)特征に応じて加(jia)熱脱(tuo)脂工程を公道的に決定する须要(yao)があると同時(shi)に、脱(tuo)脂ビレットの発泡や割れなどの欠陥(xian)を避免する须要(yao)がある。脱(tuo)脂速(su)率が速(su)すぎる。 ステンレス鋼粉末は炭素含有量(liang)に很是に敏感(gan)であるため、バインダーの分(fe🐽n)(fen)化(hua)による残留炭素を防ぐために還元性雰囲気を選択する须要(yao)があります𝔍。室温から 200 °C までの温度範(fan)囲では、主にパラフィンの分(fen)(fen)化(hua)が行(xing)われます。このプロセスの結(jie)合剤であるパラフィンが最も主要(yao)な成(cheng)份(fen)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)率を 1°C/min 未満にする须要(yao)があります。 この工程の脱(tuo)脂炉内(nei)は水素雰囲気となっており、脱(tuo)脂温度は200℃以(yi)下(xia)で昇温速(su)率0.8℃/minで昇温し、200℃に達したら1.5時(shi)間坚(jian)持し、その後(hou)、１．５℃／分(fen)(fen)の速(su)率で４５０℃まで昇温し、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)である高(gao)密(mi)度ポリエチレンを撤(che)除(chu)し、連通(tong)孔を构成(cheng)した。 450℃以(yi)降、4℃/分(fen)(fen)の速(su)率で800℃まで缓慢に昇温し、45分(fen)(fen)間保温してバインダー中(zhong)のポリマー成(cheng)份(fen)を完整に分(fen)(fen)化(hua)し、ブランクの脱(tuo)脂と仮(jia)焼(shao)結(jie)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の昇温浓度で開始し、4分之五間严格要求自己し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結温まで慢に上昇させ、4分之五間严格要求自己し、その後、炉で常温下まで水冷却します。 焼結温はできるだけ安靖している目前があり、焼結温は数百℃変動するため、焼結黏度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法要求と機械的共同点: 完成した零配件 (図 3 を对比) については、零配件とともに準備された標準試験片に対して复合組織阐发と機械的显著特点試験が実施されました。 この零配件の复合組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的显著特点試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 姿意の 10 個を取り出し、不规则硬度を測定すると、理論硬度の 98.8% になります。 根底的に理論上の器能指標に達し、操控要件を満たしています。 申请导致精度を満たした構造とサイズであり、工艺は不会です。