金属粉末射出成形技術 

金属粉末射出成形技術 (MIM) は、最新のプラスチック射出成形技術を粉末冶金の分野に導入することによって形成された、新しい粉末冶金ニアネットフォーム成形技術です。

技術紹介

金属粉末射出成形技術は、プラスチック成形技術、高分子化学、粉末冶金技術、金属材料科学などの多分野の技術を組み合わせたものです。金型を使用してブランクを射出成形し、焼結により高密度、高精度、三次元の複雑な形状を迅速に製造します。構造部品。まず、固体粉末と有機バインダーを均一に混練し、造粒後、射出成形機で加熱可塑化状態（～150℃）で金型キャビティに射出して固化させ、化学分解または熱分解によりパリソンを形成します。製品中のバインダーを除去し、最終的に焼結と緻密化により最終製品が得られます。

このプロセス技術は、ステップ数が少ない、切断が不要または少ない、高い経済的利点などの従来の粉末冶金プロセスの利点を備えているだけでなく、不均一な材料、低い機械的特性、薄肉や複雑な構造の形成の難しさなどの従来の粉末冶金製品の欠点も克服しています。特に、小型で複雑な特殊な金属部品の大量生産に適しています。高精度、均一な構造、優れた性能、低生産コストという特徴を持っています。

処理の流れ

処理の流れ: バインダー→混合→射出成形→脱脂→焼結→後処理。

ミネラルパウダー

MIMプロセスで使用される金属粉末の粒径は一般的に0.5~20μmです。理論的には、粒子が細かくなるほど比表面積が大きくなり、成形や焼結が容易になります。従来の粉末冶金プロセスでは、40μm を超える粗い粉末が使用されます。

有機接着剤

有機接着剤の機能は、射出成形機のバレル内で加熱されたときに混合物がレオロジーと潤滑性を有するように金属粉末粒子を結合することです。つまり、粉末を流動させるキャリアの役割を果たします。したがって、粉末全体のキャリアとなるバインダーが選択されます。したがって、粘着力の選択が粉末射出成形全体の鍵となります。

有機接着剤の要件:

1. 接着剤の使用量を減らすと、混合物のレオロジーが向上します。

2.接着剤除去プロセス中に金属粉末との反応や化学反応がありません。

3.取り外しが簡単で、製品にカーボンが残りません。

混合

金属粉末と有機バインダーを均一に混合し、各種原料を混合して射出成形します。混合物の均一性はその流動性に直接影響を与えるため、最終材料の密度やその他の特性だけでなく、射出成形プロセスのパラメーターにも影響を与えます。射出成形プロセスのこのステップは、原理的にはプラスチック射出成形プロセスと一致しており、その装置条件も基本的に同じです。射出成形プロセスでは、混合材料が射出機のバレル内で加熱されてレオロジー特性を備えたプラスチック材料となり、適切な射出圧力下で金型に射出されてブランクが形成されます。射出成形されたブランクは、焼結プロセス中に製品が均一に収縮するように、顕微鏡で見て均一である必要があります。

抽出

成形ブランクに含まれる有機結合剤は、焼結前に除去する必要があります。このプロセスは抽出と呼ばれます。抽出プロセスでは、ブランクの強度を低下させることなく、粒子間の小さなチャネルに沿ってブランクのさまざまな部分から接着剤が徐々に排出されるようにする必要があります。結合剤の除去速度は一般に拡散方程式に従います。焼結により、多孔質の脱脂ブランクが収縮して緻密になり、特定の構造と特性を備えた製品が得られます。製品の性能は焼結前の多くのプロセス要因に関連していますが、多くの場合、焼結プロセスは最終製品の金属組織や特性に大きな、あるいは決定的な影響を与えます。

後処理

より正確なサイズ要件がある部品の場合は、必要な後処理が必要です。この工程は従来の金属製品の熱処理工程と同じです。

プロセスの利点

MIM は粉末冶金技術の特性を利用して、高密度、良好な機械的特性、および表面品質を備えた機械部品を焼結します。同時に、プラスチック射出成形の特性を利用して、複雑な形状の部品を効率よく大量に生産します。

1.高度に複雑な構造の構造部品の形成が可能。

従来の金属加工では、金属板を旋削、フライス加工、平面削り、研削、穴あけ、穴あけなどの工程を経て製品に加工することが一般的でしたが、技術コストや時間コストの問題により、複雑な構造の製品を実現することが困難でした。 MIM では、射出機を使用して製品ブランクを射出して、材料が金型キャビティに完全に充填されるようにし、非常に複雑な部品構造を確実に実現します。

2.製品は均一な微細構造、高密度、優れた性能を持っています。

通常の状況では、プレス製品の密度は理論密度の最大 85% までしか到達できません。 MIM テクノロジーによって得られる製品の密度は 96% 以上に達します。

3.高効率で大量生産・大量生産が容易です。

MIM技術で使用される金型は、エンジニアリングプラスチックの射出成形金型と同等の寿命を誇ります。 MIMは金型を使用するため、部品の大量生産に適しています。

4.適用材料範囲が広く、応用分野も広い。

MIMはほとんどの金属材料を使用可能であり、経済性を考慮すると鉄基、ニッケル基、低合金、銅基、高速度鋼、ステンレス鋼、グラムバルブ合金、超硬合金、チタン系金属などが主な適用材料となります。

5.原材料を大幅に節約

一般に、金属の加工および成形における金属の利用率は比較的低いです。 MIM により、原材料の利用率が大幅に向上し、理論上は 100% の利用率になります。

6.MIM加工はミクロンレベルの微粉末を使用します。

焼結収縮を促進し、材料の機械的特性を向上させ、材料の疲労寿命を延長するだけでなく、応力腐食に対する耐性と磁気特性も向上します。

応用分野

その製品は、電子情報工学、生体医療機器、事務機器、自動車、機械、ハードウェア、スポーツ用品、時計産業、兵器、航空宇宙などの産業分野で広く使用されています。

1.コンピュータおよびその付帯設備： プリンター部品、磁気コア、ストライカーピン、駆動部品など。

2.ツール: ドリルビット、カッタービット、ノズル、ガンドリル、スパイラルフライスカッター、パンチ、ソケット、レンチ、電動工具、ハンドツールなど。

3.家庭用電化製品: 時計ケース、時計チェーン、電動歯ブラシ、ハサミ、扇風機、ゴルフヘッド、ジュエリーリンク、ボールペンクランプ、切削工具ヘッド、その他の部品など。

4.医療機器用部品： 歯列矯正用フレーム、ハサミ、ピンセットなど。

5.軍事部品: ミサイル尾部、砲部品、弾頭、火薬カバー、信管部品。

6.電気部品: 電子パッケージング、マイクロモーター、電子部品、センサーデバイス。

7.機械部品: 綿ほぐし機、繊維機械、カーリング機、事務機械など。

8.自動車および船舶部品: クラッチインナーリング、フォークスリーブ、ディストリビュータースリーブ、バルブガイド、シンクロハブ、エアバッグ部品など