MIM金属粉末射出成形焼結後の変形原因分析

 

発売日：[2023/11/9]
 

焼結後の製品変形は製品の寸法精度が悪いことの表れである。
焼結後の変形は原材料、混合物、射出成形、脱脂、焼結の各段階に関する複雑な問題である。
焼結後の変形原因は以下のように分類できる：
一、材料の原因：
1.MIMの発展初期には、注射剤供給メーカーはまだなかったので、これらのメーカーは特許許可証を取得するか、自分で接着剤システムを試験し、開発するしかなかった。
しかし、MIMの生産成功の秘密の1つは、使用する注射剤がロットごとに絶対的に一致しなければならないことである。それができなければ成形に欠陥が生じ、焼結時に変形する可能性がある。
2.粉末、接着剤の偏析作用による変形。
3.焼結温度が上昇すると、微細粉末の変形が小さくなる、逆に、変形量が増大する
4.部品の変形は粉末積載量が高くなるにつれて減少する、逆に、変形量が増大する
5.フィード表面が平滑ではなく、後面に変形が発生する可能性があり、残留応力は表面にしわができ、変形する可能性がある。
二.金型設計の理由：
1.金型の設計はできるだけ肉厚が均一で、コアと穴を取り除くべきである。変形を避けるためには、肉厚は均一であることが望ましい。
肉厚の変化はまた、焼結時の収縮変化を引き起こす可能性がある。これにより寸法制御が困難となる。厚み遷移セグメントは、肉厚均一性を満たすことができない場合があり、異なる厚み間は徐々に遷移するように設計されなければならない。
2.壁薄部品の堅牢性と強度を改善するもう1つの方法は補強リブを用いることである。
補強リブの厚さまたは幅は、その接続壁の厚さを超えてはならない。可能であれば、原則として、できるだけ肉厚と一致するようにしてください。
しかし、補強リブは部品の強度を増大させ、材料の流れを改善し、加工中の変形を防止することができるが、それらは反り、沈み込み、応力集中を生じる可能性もある。そのため、部品設計に補強リブを追加するには慎重にしなければならない。
3.ゲートの設計が不合理である
ゲートの設計は、成形ブランクの形状、キャビティ内の溶融注射剤の流れ方向、溶着痕の発生状況、ゲートの除去などの問題を考慮しなければならない。
ゲートの断面積が大きく、充填性が良いが、ゲートの閉鎖時間が長く、面倒を取り除く。
ゲート設計の最も基本的な要求は、応力集中が最小で、配向性による変形が最小のゲート形式を選択することである。
4.金型水路の設計が不合理である
冷却に必要な伝熱面積と金型構造の許容を満たす前提で、冷却回路の数はできるだけ多く、冷却通路の穴はできるだけ大きくしなければならない。
キャビティの放熱を均一にし、製品の内部応力が小さく、変形が小さく、精度が高い
5.金型押出設計が不合理である
離型時に部分的に大きな押出力が必要な製品は、押出力がロッド端に集中しているためです。そのため、合理的に突き出し方式を選択し、できるだけ突き出しを均一にし、変形を減少させる。
三、焼結支持が不合理：
MIM部品生地は脱粘と高温焼結の過程で、約20%収縮し、発生する可能性のあるねじれ変形を最小限にするために、MIM部品を適切に支持しなければならない。
通常、MIM部品は平らな陶磁器板またはトレイの上に置かれ、焼結用の平板またはトレイは標準的なステントを使用するために大きな平面を持つように設計することが好ましい。スパンが長く、カンチレバーがある、または破損しやすいMIM部品は、部品の専用ブラケットまたは固定装置で支持する必要がある場合があります。
製品の上部に制限がなく、底部が摩擦作用によって収縮しにくい場合、焼結支持体は変形を招く。焼結支持体として平滑な材料を用いると、摩擦による変形を低減することができる。
四、焼結技術が不安定：
1.不均一な炭素濃度、焼結中の温度不均一は焼結後の変形の原因である。
2.焼結炉に空気を入れると、必要な温度と圧力と雰囲気を保証できず、それによって焼結が緻密ではなく、製品が変形することを実現する。
3.焼結温度が不正確で、制御が敏感で、焼結変形を引き起こす。