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主要是な役割を果たしており、掺杂、挤出挤压成型、脱脂などの建筑项目に接间影響を与え、挤出挤压成型ブランクの品質、脱脂、寸法计算精度、硬质合金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、熱可韧度システム、熱覆盖完成剂性システム、水可溶性システム、ゲル システムおよび有点なシステムがあり、それぞれに独自の長所と短所があります。熱可韧度バインダー 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、熱覆盖完成剂性システムは立刻剤です。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% の高容重ポリエチレンの共同利益を持つ熱可韧度バインダーです。  

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。

投射去冷冲压の目的は、欠陥のない所望の内部结构の冷冲压ブランクを得ることですが、投射去欠陥はその後の公程で完整版に关闭することができないため、この公程は厳密に补办されなければなりません。 超音波検査技術は、投射去冷冲压ブランクの外边欠陥を検出するために支配できます。 投射去段階での欠陥补办は現状では経験ベースが干流です。 封建迷信技術の進歩に伴い、コンピュータを支配して投射去冷冲压金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給性能と関連付けて投射去原则パラメータを最適化し、投射去欠陥を关闭することは、現在高速な実験行为であり、在未来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投射去公程の部析に適用し、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探讨が需でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)方式は加熱脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)を採用しており、バインダ成(cheng)份(fen)(fen)の熱分(fen)(fen)(fen)(fen)化特征に応じて加熱脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)工程(cheng)を公道的に決定する须(xu)(xu)要があると同時に、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)ビレットの発泡(pao)や割れなどの欠陥を避(bi)免する须(xu)(xu)要がある。脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)速率(lv)(lv)が速すぎる。 ステンレス鋼粉(fen)末は炭(tan)素含(han)有量に很是に敏感であるため、バインダーの分(fen)(fen)(fen)(fen)化による残留炭(tan)素を防ぐために還元(yuan)性雰囲気を選択(ze)する须(xu)(xu)要があります。室温(wen)(wen)(wen)から 200 °C までの温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)範囲では、主にパラフィンの分(fen)(fen)(fen)(fen)化が行(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な成(cheng)份(fen)(fen)であるため、パラフィンをうまく撤(che)除するには、凡是、加熱速率(lv)(lv)を♌ 1°C/min 未満にする须(xu)(xu)要があります。 この工程(cheng)の脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)炉内は水素雰囲気となっており、脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)は200℃以(yi)下で昇(sheng)温(wen)(wen)(wen)速率(lv)(lv)0.8℃/minで昇(sheng)温(wen)(wen)(wen)し、200℃に達したら1.5時間(jian)坚(jian)持し、その後、１．５℃🉐／分(fen)(fen)(fen)(fen)の速率(lv)(lv)で４５０℃まで昇(sheng)温(wen)(wen)(wen)し、坚(jian)持時間(jian)坚(jian)持することにより、バインダーポリマー成(cheng)份(fen)(fen)である高密度(du)(du)(du)ポリエチレンを撤(che)除し、連通孔を构成(cheng)した。 450℃以(yi)降、4℃/分(fen)(fen)(fen)(fen)の速率(lv)(lv)で800℃まで缓慢に昇(sheng)温(wen)(wen)(wen)し、45分(fen)(fen)(fen)(fen)間(jian)保温(wen)(wen)(wen)してバインダー中のポリマー成(cheng)份(fen)(fen)を完整(zheng)に分(fen)(fen)(fen)(fen)化し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂(zhi)(zhi)と仮焼(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の昇温速率单位で開始し、4五分間坚守し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結高温まで慢慢地に上昇させ、4五分間坚守し、その後、炉で常温下まで闭式冷却塔します。 焼結高温はできるだけ安靖している需要があり、焼結高温は数百℃変動するため、焼結密度计算は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法精准度と機械的共同点: 确保した零配件 (図 3 を参考) 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合金材料組織阐发と機械的本质特点試験が実施されました。 この零配件の合金材料組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的本质特点試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 任其の 10 個を取り出し、光滑规格を測定すると、理論规格の 98.8% になります。 之基的に理論上の可以指標に達し、调控要件を満たしています。 中请表面粗糙度を満たした構造とサイズであり、工艺は不会です。