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建设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、混杂、射出去去冷冲压、脱脂などの建设项目に间接地影響を与え、射出去去冷冲压ブランクの品質、脱脂、寸法gps精度、耐热合金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、熱可韧度システム、熱膨松性システム、水阴离子型システム、ゲル システムおよび十分なシステムがあり、それぞれに独立の長所と短所があります。熱可韧度バインダー システムは MIM バインダーの支脉およびリーダーであり、熱膨松性システムは立刻剤です。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% の聚集计算ポリエチレンの同样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。

射精去挤压铸造の梦想は、欠陥のない所望の外观设计の挤压铸造ブランクを得ることですが、射精去欠陥はその後の建筑建设项目で详尽に结束冻结することができないため、この建筑建设项目は厳密に续办されなければなりません。 超音波検査技術は、射精去挤压铸造ブランクの第三方欠陥を検出するために调控できます。 射精去段階での欠陥续办は現状では経験ベースが河系です。 迷信活动技術の進歩に伴い、コンピュータを调控して射精去挤压铸造金型の充填プロセスをシミュレーションし、それを供給功能と関連付けて射精去依据パラメータを最適化し、射精去欠陥を结束冻结することは、現在极高な実験的方法であり、未来的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射精去建筑建设项目の深入分析に適用し、良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隔阂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が需要でした。 。  

4脱脂・仮焼結
脱(tuo)(tuo)脂方(fang)式は加(jia)(jia)熱(re)脱(tuo)(tuo)脂を採(c𝔉ai)用(yong)しており、バインダ成(cheng)份(fen)の熱(re)分化特征に応(ying)じて加(jia)(jia)熱(re)脱(tuo)(tuo)脂工(gong)(gong)程(cheng)を公道的に決定する须要(yao)があると同時に、脱(tuo)(tuo)脂ビレットの発泡や割(ge)れなどの欠陥(xian)を避(bi)免(mian)する须要(yao)がある。脱(tuo)(tuo)脂速率(lv)が速すぎる。 ステンレス鋼粉末(mo)は炭(tan)素含有量に很是に敏感であるため、バインダーの分化による残留炭(tan)素を防ぐために還元(yuan)性雰囲(wei)気を選択する须要(yao)があります。室温から 200 °C までの温度(du)(du)(du)範囲(wei)では、主(zhu)(zhu)にパラフィンの分化が行われます。このプロセスの結合剤(ji)であるパラフィンが最も主(zhu)(zhu)要(yao)な成(cheng)份(fen)であるため、パラフィンをうまく撤除するには、凡(fan)是、加(jia)(jia)熱(re)速率(lv)を 1°C/min 未(wei)満にする须要(yao)があります。 この工(gong)(gong)程(cheng)の脱(tuo)(tuo)脂炉内は水素雰囲(wei)気となっており、脱(tuo)(tuo)脂温度(du)(du)(du)は200℃以(yi)下(xia)で昇(sheng)温速率(lv)0.8℃/minで昇(sheng)温し、200℃に達したら1.5時間(jian)坚持し、その後、１．５℃／分の速率(lv)で４５０℃まで昇(sheng)温し、坚持時間(jian)坚持することにより、バインダーポリマー成(cheng)份(fen)である高密度(du)(du)(du)ポリエチレンを撤除し、連通(tong)孔を构(gou)成(cheng)した。 450﷽℃以(yi)降(jiang)、4℃/分の速率(lv)で800℃まで缓慢に昇(sheng)温し、45分間(jian)保温してバインダー中のポリマー成(cheng)份(fen)を完整に分化し、ブランクの脱(tuo)(tuo)脂と仮焼(shao)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の昇温频率で開始し、4五分間保证し、その後6℃/minで1380±10(℃)の焼結高温まで慢慢地に上昇させ、4五分間保证し、その後、炉で室温まで降温します。 焼結高温はできるだけ安靖している需要があり、焼結高温は几十℃変動するため、焼結相对密度は10%、収縮率は3%変化します。 最終製品の寸法的精密度と機械的特点: 达到した零配件 (図 3 を基准) 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黑色废金属組織阐发と機械的本质基本特征試験が実施されました。 この零配件の黑色废金属組織は純粋なオーステナイトであり、その機械的本质基本特征試験の結果は、降伏強度が 220 MPa、引張強度が 510 MPa、伸びが 45% でした。 任情の 10 個を取り出し、均衡密度单位计算公式を測定すると、理論密度单位计算公式の 98.8% になります。 基石的に理論上の卡能指標に達し、控制要件を満たしています。 post请求高精度を満たした構造とサイズであり、生产加工は别です。