一、微型齒輪的結構和用途

圖 直齒外徑5.0mm

圖 斜齒外徑4.3

圖 齒輪鉸鏈,可以360°轉動

二、MIM工藝的應用和齒輪生產過程管控

1. 粉末選擇

• MIM工藝所用金屬粉末顆粒尺寸一般在0.5-20 μm。從理論上講，顆粒越細，比表面積也越大，易于成型和燒結，目前常用的鐵鎳合金，即用羰基鐵粉和鎳粉混合而成，還有用17-4PH水氣聯合霧化粉末，SKD11材質。

• 選用粉末要從MIM技術、產品形狀、性能、價格等多方面綜合考慮，現在通常是水霧化粉和氣霧化粉混合使用，前者提高振實密度后者維持保形性。

2. 喂料制備和注射成形過程管控

• 喂料制備：粉末和粘結劑確定后要進行混煉，喂料是將高分子粘結劑與粉末通過混煉設備均勻混合而成的。以前常用的混煉裝置有雙螺桿擠出機、雙錐形、雙行星混煉機等，隨著最近幾年MIM技術的發展，現在已經開始密煉機，造粒機，可以大大提高生產效率。

• 注射成形過程管控：

  微型齒輪所用的模具類型常用的是冷流道三板模，也有用熱流道的三板模，斜齒輪模具結構比較復雜，需要特殊的模具頂出機構，一般采用油缸頂出，調試時頂出速度要合適，以免碰傷產品，模具在使用過程中要及時保養維護。

  注射工序監控測量，目前采用顯微鏡，密度儀，影像儀進行檢測。注射階段的缺陷控制目前主要還是憑經驗操作。隨著科學技術的進步，采用計算機模擬喂料的注射充模過程，并將其和喂料性能等相聯系，優化注射條件參數，消除注射缺陷是目前先進的實驗手段，也是未來的發展趨勢。國外將moldflow模流分析軟件應用于MIM注射過程分析，并取的較好效果，國內有些MIM廠家也試用過該技術，但發現模擬結果與實驗結果不能很好符合，這方面還有待與進一步研究。

3. 脫脂和燒結

• 脫脂方法采用溶劑脫脂和催化脫脂，溶劑脫脂采用三氯乙烯，催化脫脂采用濃硝酸

• 燒結采用真空脫脂一體爐，通過工藝驗證選擇合適的工藝曲線，不同的材質選用不同的工藝曲線，批量生產中注意爐子的保養和維護，定期清蠟換油

• 燒結產品檢測，一般需要管控外觀，尺寸，密度，硬度，金相組織分析，齒輪產品形狀復雜，需要借助逆向工程掃描才能測量的比較準確

圖 逆向工程掃描

4.后處理

由于產品需要較高的硬度和耐磨，需要進行熱處理和電鍍，不同的材質采用不同的熱處理工藝要求，這些一般都是委外加工，供應商的工藝過程管控和質量需要嚴格管控，每批次需進行留樣測試

三、總結

隨著MIM技術的發展，應用的領域會越來越廣泛，并且為客戶提供可靠穩定的質量，也希望MIM同仁們一起共同努力，為推動MIM技術的發展，建言獻策！

本文來源：上海精科粉末冶金科技有限公司

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其中陶瓷/MIM加工產業鏈展區主要有：

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龍華光電

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江先生：18666186648，jyg@polytpe.com

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