金属射出成形部品の材料規格

 

発売日：[2024/2/27]
 

核心提示：MIM材料の技術規範を制定する時、MIM協会が採用する番号システムはAISI-SAEと同じである。これらのブランド名を選択したのは、MIM部品が使用されている対応する鍛造圧延材料の製品を置き換えるために使用されることが多いからです。ある材料がMIMプロセスで製造されていることを示す場合は、材料の前に「MIM」を加える必要があります。例えば、MIMプロセスで製造された316 Lステンレス鋼は、「MIM−316 L」で表すことができる。

米国MPIF規格35-「金属射出成形部品材料規格」

一、MIM部品材料標準の注釈と定義

（1）MIM材料命名
MIM材料の技術仕様を策定する際、MIM協会が採用するナンバープレートシステムはAISI-SAEと同じである。これらのブランド名を選択したのは、MIM部品が使用されている対応する鍛造圧延材料の製品を置き換えるために使用されることが多いからです。ある材料がMIMプロセスで製造されていることを示す場合は、材料の前に「MIM」を加える必要があります。例えば、MIMプロセスで製造された316 Lステンレス鋼は、「MIM−316 L」で表すことができる。

特定の材料を選択する前に、寸法公差、部品設計、金型設計など、部品の設計とその最終用途を慎重に分析する必要があります。また、MIM部品の製造メーカーと買い手は、完成品部品の最終的な性能要求を取り決めなければならない。静的及び動的負荷、耐摩耗性、切削性及び耐食性などの問題も規定することができる。

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（2）いくつかの基本概念と定義

最小値概念金属粉末工業連合会は、構造部品に用いられる粉末冶金材料に対して最小力学性能値概念を採用した。MIMプロセスを使用して部品を製造する場合、これらの値をユーザーが特定の応用材料を選択する根拠として使用することができます。ユーザの材料選択を容易にするために、最小力学的性能値に加えて、他の性能の標準値をリストします。したがって、ユーザは、適切なMIM材料と特定の用途に最適な性能とを選択し、決定することができる。提供されたデータは材料の最小力学性能値を規定し、工業生産条件で達成できる標準力学性能値をリストした。複雑なプロセスにより、力学的パフォーマンスを向上させ、他の使用パフォーマンスを向上させることができます。性能と価格の両面で実行可能な最適な材料を選択するには、MIM部品製造メーカーと一緒に部品の用途を検討することが最も重要です。

最小値MIM材料の最小値は、焼結状態および（または）熱処理状態のすべての材料に対して降伏強度（0.2%残留変形法）、限界引張強度および伸び率で表される。MIM材料の密度は真密度に近いため、その性能は鍛造圧延材料と似ている。

本基準を確立するために、使用する延伸性能はすべて延伸試料によって測定され、延伸試料は評定材MIM材料のために特別に製造された（MIM材料試料の詳細はMPIF基準50を参照）。量産部品から切削加工された試料や非標準MIM試料で測定された引張性能は、MPIF標準50で製造された試料で測定されたものと異なる場合がある。

MIM材料の技術仕様を作成する際に、最小強度値を示す実際の方法は製造メーカー

ユーザーと生産した最初の部品と互いに合意した部品に力を加える方法を利用して、静的または動的な検収試験を行う。例えば、所定の部品の設計に基づいて、破壊荷重が所定の力より大きくなければならないことが合意されている。検収試験でこの規定値を超えると、最小強度値に達したことを示す。また、最初の部品を使用して試験を行って合格を表明することもできます。静的および動的破断荷重はそれぞれ測定され、これらのデータを統計的に分析して、将来量産部品の最小破断力を決定する。将来量産される部品はこの最小力を超えていれば、技術規範に規定された強度に達していることを示している。引張試料を用いて強度合格を証明することもできる。これらの試料と部品は同じロットの材料で製造され、部品の材料密度と同じであると同時に、生産された部品と一緒に焼結と熱処理を行っているはずです。しかし、実際の部品成形時に発生する欠陥は、引張試料で測定する性能を制限する可能性がある。検収試験を採用しない場合、最小性能要件を満たすためには、X線分析などの部品の補充品質検査が必要になる可能性があります。



MPIF標準35を用いてMIM材料の技術条件を制定することは、買い手と製造メーカーが別途合意しない限り、材料は標準に規定された最小性能値を持つことを意味する。もちろん、この値を試料で測定する場合、試料は製造メーカーによって決定され、部品生産と同じ条件でこのような材料を評価するために専門的に製造された形状とその他の特性を持つべきである。



基準値は、リストされた各MIM材料の性能（すなわち密度、硬度、伸びなど）のセットに対応する基準値であり、特定の用途に対しては、いくつかまたはすべての性能が重要である可能性がある。列挙された密度の下の標準値はすべて補間法を用いて平均力学性能-密度曲線から決定された。力学的性能データは試料の「循環」焼結と熱処理に由来する。



標準値をリストするのは一般的なガイダンスのためであり、最小値とはみなされません。一般的な製造プロセスで使用する場合、選択した部品テスト領域または使用する特定の製造プロセスによって少し変わります。買い手が要求するすべての材料について、技術条件を制定する前にMIM部品製造メーカーと「基準値欄」の下に掲げる性能について十分に検討しなければならない。MIM部品ごとに、最小値で表される性能を除いて、要求される性能値については、その所定の用途に応じてそれぞれ規定しなければならない。



化学成分は各材料の化学成分に対して主要元素の最小と最大含有量をリストした。「その他の要素」は、差分減算を使用して算出されます。これには、他のすべての要素が含まれます（最大含量でレポートされます）。これらの要素には、特別な目的のために追加された微量要素が含まれている可能性があります。



力学性能力学性能データは最小性能値と標準性能値を表明し、もし試料に列挙された密度と化学成分が標準に合致すれば、これらの性能値は達成できると予想される。もちろん、この規格で採用されている力学的性能。いずれも材料評価のために特別に製造された専用試料及び工業生産条件下で焼結された専用試料により測定される。熱処理試料の硬度値については、まず見かけの硬度を与え、次に、可能であれば等価な粒子またはマトリックス硬度値を与える。MIM部品に残った穴は見かけの硬度示度に影響を与える。HRcで表されるマトリックス硬度値は、いずれも荷重100 gf（0.981 N）のヌープ微小硬度測定値から換算される。



熱処理はオーステナイトステンレス鋼を除いて、MIM材料はすべて熱処理を行って、高強度、硬度と耐摩耗性を高めることができます。化合炭素含有量が0.3%以上のMIM鉄系部品は、焼入れ硬化及び焼戻しが可能である。炭素、合金元素及び残留細孔の百分率含有量は、任意の所定の焼入れ条件で焼入れ可能な硬度を決定する。焼入れを用いることにより、硬度を55 HRc（650 HK）以上に高めることができる。最適な強度と耐摩耗性を得るためには、焼入れ後に焼戻しまたは応力除去を行う必要があり、焼戻し温度は最終硬度を決定するために重要な要素である。製造されたMIM鉄系部品が最終的に炭素を含まないか、または炭素含有量が低い場合、表面硬度を高め、心部の靭性を維持するために、表面浸炭−焼入れを行うことができる。マルテンサイト及び沈殿硬化ステンレス鋼も、硬度及び強度を高めるために熱処理することができる。