2019年10月11日金曜日

実験用MIM脱脂焼結炉を造るための設計書

◆終了しました◆
『実験用MIM脱脂焼結炉を造るための設計書』 　　絶賛公開中！
実験用管状焼結炉を改造してMIM脱脂焼結炉にした図面です。
下記へメールいただければ転送返信します。
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2019年10月9日水曜日

MIM不良に「巣」はあるのか

現役時代、この質問を受けたらこう答えていた。『発生原理は異なりますが、巣のような不良は発生します。」

本当は「MIMには巣は発生しない」。でもお客様のイメージしている「巣」とは内部不良全体を指していることは明白である。

「巣」は鋳造の言葉で「Shrinkage」である。直訳すると「収縮」である。凝固収縮に相当する体積を補給（押し湯）できなくなった時に発生する。内部にできれば「内ひけ、ひけ巣」表面にできれば「外ひけ、ホットスポット、表面ひけ巣」形状が空洞であれば「Shrinkage cavity」と呼ばれたりする。現場ではガス欠陥、カミモノ欠陥も「巣」と呼ぶ。内部欠陥はとりあえず「巣」と呼ばれる。　さらに、健全度レベルで評価される「マイクロシュリンケージ」や「スポンジ状組織」も「巣」である。

MIMの内部欠陥を考えてみる。
・成形肉厚部に発生する成形収縮欠陥（内部に空洞ができる）
・低密度焼結不良（密度が規格に入らない）
・成形工程での空気の巻き込み（丸い空洞、空隙）
・ウエルドや流動すべり面が起因の空隙
・バインダー残りによるガス残存空隙
・還元ガスの残存（丸い空隙）
お客様は原因がなんであろうと「内部不良（巣）」が心配なのである。

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2019年10月8日火曜日

MIM不良「膨らみ」を考える

MIM入門講座で質問の多いMIM不良「膨らみ」について考えてみる。

 【現象】餅が膨らむように、MIM焼結体の表面に凸上の膨らみが発生する。また表面皮が剥離する。小さな水泡が表面に発生する。

 【原因】餅で考えてみる。餅が膨らむ原理は２つの合わせ技である。ひとつは、餅の中の水分が、気体（水蒸気）になり体積が増大する（体積膨張）。ふたつは、餅に粘性があり、気密性が高いため気体が外部に逃げられず、餅の表皮を膨らませる。

 　MIMの場合も同じ原理である。原因のひとつめの水分に相当するものは二つ。①-1バインダー（高分子樹脂）の気体化による体積膨張　①-2還元反応ガス（C+O→CO)による体積膨張　原因のふたつめに相当するのが、②表面の焼結による緻密化（閉気孔化）

 【対策】
　脱バインダーを完全に行う。還元反応を完全に行う。どちらも対策は同じ、排気系能力の確保（設備保全）、処理時間を延ばす、処理量を減らす。表面が緻密化（閉気孔化）する前に、内部で発生するガスを逃がせば膨らまない。蛇足：セッター面からガスが逃げないために密閉状態（セッターで蓋をされた状態）の内部凹部に膨れが発生することもある。これはセッター面をディンプルにしたり通気性を発現させるアイデアで解決できる。
　《追加2020/05/31》一次脱脂が不足していると、二次脱脂が遅れ、それにより膨れが発生することも付け加えておく。

 【製品設計対策】
　安全設計として、「肉厚部位を減らし・肉盗みを設ける」と「膨れ不良は完治できる」。こんなスマート設計された図面を観ると元気がもらえる。

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