ペンチの先端 MIM パーツ

製品導入

製品の型式と仕様

製品の製造工程

金属射出成形の基本的なプロセス ステップは、まず、MIM の要件を満たす金属粉末とバインダーを選択し、適切な方法を使用して粉末とバインダーを特定の温度で混合し、均一なフィードを形成します。 射出成形により得られたブランクを脱脂し、焼結・緻密化して最終製品とします。

1. MIM粉末と製粉技術

MIMは原料粉末に対して高い要件を持っており、粉末の選択は、しばしば矛盾する混合、射出成形、脱脂、および焼結を助長する必要があります。 MIM原料粉末の研究には、粉末形状、粒子径、粒子径組成、比表面積などがあります。MIMに最適な原料粉末の特性を表1に示します。

非常に微細な MIM 原料粉末が必要なため、MIM 原料粉末の価格は一般的に高く、従来の PM 粉末の 10 倍の価格に達するものもあります。 これは、MIM テクノロジの幅広いアプリケーションを制限する重要な要因です。 MIM用原料粉末の製造方法には、主に超高圧水アトマイズ法、高圧ガスアトマイズ法などがあります。

2.バインダー

BinderはMIM技術の中核です。 MIM において、バインダーは、流動性を高めて射出成形に適した状態にすることと、ブロックの形状を維持することの 2 つの最も基本的な機能を備えています。 また、除去が容易、無公害、無毒、合理的なコストなどの特徴から、さまざまなバインダーが登場しており、近年、バインダーの選択は経験的選択からターゲットを絞ったものへと徐々に変化しています。脱脂方法とバインダー機能の要件に基づいたバインダーの設計。 システムの方向。

バインダーは一般に、低分子成分と高分子成分に必要な添加剤を加えたもので構成されています。 低分子成分は粘度が低く、流動性がよく、除去が容易です。 高分子成分は高粘度・高強度で、成形後のブランクの強度を維持します。 2 つの適切な比率を合わせることで、高い粉体充填量が得られ、最終的に高精度で均一性の高い製品が得られます。

3.ミキシング

混練とは、金属粉末をバインダーと混合して均一なフィードを得るプロセスです。 原材料の特性が最終的な射出成形製品の特性を決定するため、配合は重要なプロセス ステップです。 これには、バインダーと粉末の添加方法と順序、混合温度、混合装置の特性など、さまざまな要因が関係します。 このプロセスステップは、常に経験と探求に頼るレベルにとどまっています。 混合プロセスの品質を評価するための重要な指標は、得られた飼料の均一性と一貫性です。

MIM フィードの混合は、熱効果とせん断力の複合作用の下で行われます。 混合温度は高すぎてはなりません。高すぎるとバインダーが分解したり、粘度が低すぎて粉末とバインダーの相分離が発生したりする可能性があります。 剪断力に関しては、混合方法によって異なります。 MIM で一般的に使用される混合装置には、2 軸スクリュー押出機、Z 型インペラー ミキサー、1 軸スクリュー押出機、プランジャー押出機、ダブル プラネタリー ミキサー、ダブルカム ミキサーなどがあります。これらの混合装置はすべて、 1-1000Pa·sの範囲。

混合方法は、一般的に高融点成分を加えて溶かし、温度を下げて低融点成分を加え、金属粉を数回に分けて加えます。 これにより、低融点成分のガス化や分解を防ぐことができ、金属粉を一括添加することで、急冷による急激なトルク上昇を防ぎ、設備ロスを低減することができます。

粒子サイズの異なる粉末を混合する場合の供給方法については、日本特許の紹介: 最初に、より厚い 15-40um 水アトマイズ粉末をバインダーに追加し、次に 5-15um 粉末を追加し、最後に粉末度が5um以下であるため、最終製品の収縮ばらつきが非常に少ないです。 粉末の周りに結合剤の層を均一にコーティングするために、金属粉末を高融点成分に直接添加し、次に低融点成分を添加し、最後に空気を除去することもできます。 たとえば、Anwar は PMMA 懸濁液をステンレス鋼粉末に直接添加して混合し、次に PEG 水溶液を添加して乾燥させ、攪拌しながら空気を除去しました。 O'connor は溶媒混合を使用し、最初に SA と粉末を乾式混合し、次に THF 溶媒を追加し、次にポリマーを追加し、THF が熱で逃げた後、粉末を追加して混合し、均一な供給を得ます。

4.射出成形

射出成形の目的は、粒子が均一に配列し、かつ欠陥がなく、所望の形状のMIM成形グリーン体を得ることです。 まず、粒状原料を一定の高温に加熱して流動状態にし、金型キャビティに射出して冷却し、目的の形状の剛性の成形体を得て、金型から取り出して成形します。 MIM 形状のブランクを取得します。 このプロセスは、従来のプラスチック射出成形プロセスと一致していますが、MIM フィードの粉末含有量が高いため、射出成形プロセスのプロセス パラメータやその他の側面に大きな違いがあり、不適切な制御はさまざまな欠陥を引き起こしやすい傾向があります。

5.脱脂

MIM 技術の出現以来、バインダー システムの違いにより、さまざまな MIM プロセス パスが形成され、脱脂方法も多様化しています。 脱脂時間が最初の数日から数時間に短縮されました。 脱脂工程から、すべての脱脂方法は大きく2つに分けられます。1つは2段階脱脂法です。 二段脱脂法には、溶剤脱脂＋加熱脱脂、サイフォン脱脂－加熱脱脂などがあります。 以下に代表的なMIM脱脂法をいくつか紹介します。

6.焼結

焼結は MIM プロセスの最後のステップであり、焼結により粉末粒子間の気孔が除去されます。 これにより、MIM 製品が完全な高密度化に達するか、完全な高密度化に近づきます。 金属射出成形技術では大量のバインダーを使用するため、焼結中の収縮が非常に大きく、その線形収縮率は一般に 13 パーセント -25 パーセントに達するため、変形制御と寸法の問題があります。精度管理。 特にMIM製品は複雑な形状の特殊形状部品が多いため、この問題はますます顕著になっています。 均一な供給は、最終的な焼結製品の寸法精度と変形制御の重要な要素です。 粉末タップ密度が高いと、焼結収縮を抑えることができ、焼結工程や寸法精度管理にも有利です。 鉄系やステンレスなどの製品では、焼結時の炭素ポテンシャル制御も課題です。 微粉末の価格が高いため、金属粉末射出成形研究の重要な研究側面である、粗粉末成形体の強化された焼結技術を研究することは、粉末射出成形の生産コストを削減する重要な方法です。

MIM製品は形状が複雑で焼結収縮が大きいため、成形、熱処理（浸炭、窒化、浸炭窒化など）、表面処理（微粉砕、イオン窒素薬品、電気メッキ、ショットピーニングなど）など

金属射出成形プロセス

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