チタン合金の金属粉末射出成形技術の紹介

チタン合金の金属粉末射出成形技術の紹介

金属粉末射出成形技術は、粉末冶金技術をベースに開発され、プラスチック射出技術と組み合わせて、ほぼ100％の原材料利用率を達成するニアネット成形技術です。 一般的な作業プロセスは、まず準備された粉末と結合剤を顆粒に混合して顆粒状の飼料を作成し、次に射出成形機で飼料を成形して製品本体の特定の形状を形成し、その後脱脂および焼結して製品を得るというものです。必要な性能。 チタン合金金属粉末射出成形の利点は次のとおりです。

金属粉末射出成形

1. 小型三次元複雑形状部品の量産が可能。

2. 均一な組成、微細構造、優れた機械的特性。

3. 必要な材料を準備するために合金元素を追加するのが簡単です。

4. 材料の微細構造の制御が容易。

粉末チタン合金の射出成形プロセスでは、バインダーの設計がコアリンクとなります。 これは、射出成形プロセス全体を通じて流動状態でチタン合金粉末の射出を正常に完了する責任があり、仮焼結段階までビレットの形状を維持する上で重要な役割を果たします。 ただし、追加された接着剤は、射出成形プロセス全体で最も可能性の高い汚染源の 1 つにもなります。 また、バインダー含有量が高くなると粉末の充填量が減少し、脱脂後に本体の形状が崩れ、変形やクラックなどの欠陥が発生するだけでなく、焼結収縮率が大きくなり、寸法低下が著しくなります。正確さ。 製品; バインダーの含有量により、高い粉末充填量を確保できるものの、流動性の良い飼料を調製することが難しく、注入がスムーズに完了しなくなる。 バインダー含有量と粉末充填量のバランスを確保することは、接合プロセスにおける代理調査の難易度を大幅に高めます。 バインダーは焼結製品の最終組成を決定することはできませんが、その選択と使用はその後の脱脂および焼結プロセスに直接影響し、それによって製品の品質に影響を与えることがわかります。 したがって、金属粉末射出成形チタン合金技術の研究では、重要な課題を捉える接合技術に焦点が当てられています。

MIM に関する考慮事項

他の金属成形プロセスを使用して製造されたコンポーネントの場合、MIM プロセスに適しているのは、大規模な加工セットアップや組み立て作業が必要なコンポーネントです。 MIM の主な利点は、機械加工を必要とせずに、複雑な幾何学的形状の金属コンポーネントを製造できることです。

MIM プロセスには大きな利点があるだけでなく、特定の要件と特性もあります。 まず、サイズの点で、コンポーネントはテニス ボールほどのスペースに収まる必要があります。 より大きなコンポーネントの場合は、他のプロセスを考慮する必要があります。 製品の重量は、好ましくは {{0}.1 ～ 35 グラムであり、均一な壁厚は 0.030 インチ～0.250 インチの範囲であり、製造中に自立する幾何学的形状を有する必要があります。焼結プロセス。

MIM の主な利点は、機械加工を必要とせずに、複雑な幾何学的形状の金属コンポーネントを製造できることです。

金属材料としては、ステンレス鋼 (17-4、316、420) が挙げられます。 低炭素鋼（FN02、FN0205、FN08、4620、4140、8620）、チタン合金、軟磁性材料（FeSi3、FN50）。 工具鋼、制御可能な膨張合金、超合金も使用できます。

材料特性の点では、ポリマー接着剤を使用した場合でも、材料組成は他の方法で製造された鋼部品と同様であり、粗鋼密度は約 95 ～ 99 パーセントです。 製造プロセス中の公差は、プラスまたはマイナス 0.5 パーセントです。 より厳密な公差を達成することは可能ですが、主要なフィーチャーに少量の材料を追加し、最終的には精密な機械加工プロセスを通じてフィーチャーのサイズまたは位置の要件を達成する必要があります。

次に年間必要生産量を考えます。 型の作成とサンプルの操作にコストがかかるため、MIM はより大量の生産に適しています。 生産量が少ないと、製品単位あたりの固定費が高くなりすぎます。 通常、年間生産量は 10,000 ユニット以上と見積もることをお勧めします。

射出成形金型の構築プロセスにはゲートが必要です。 設計および金型計画にはこれを含める必要があります。 鋭い角は応力点となるため、これらの位置の半径寸法を大きくすることが最善です。 コンポーネントの取り出しを容易にするために、コンポーネント設計における抜き勾配は 0.5 ° ～ 1 ° の間である必要があります。 雌ねじ、雄ねじの両方を形成できます。 可能な限り、コンポーネントの設計には焼結のための平らな表面を含める必要があります。 それ以外の場合、高精度の幾何学的形状を持つ製品の場合は、カスタマイズされた焼結治具が必要です。

さらに、必要に応じて、製造プロセスに熱処理、電気めっき、機械処理などの MIM コンポーネントの二次処理が含まれる場合があり、そのほとんどはサードパーティのサプライヤーで実行されます。

一部の種類の部品は MIM プロセスに適していません: ネジ締め機部品、スタンピング部品、精密スタンピング部品、鍛造品、冷間圧造部品、非鉄合金、公差がプラスまたはマイナス 0.002 インチ未満の部品、および歯車。

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