粉末冶金部品におけるバリの原因

1. 金型のギャップ

粉末冶金技術は、金属粉末を成形する技術です。型と型、型抜きピンと心棒の間で発生する負のスライドには、適合するギャップが必要です。金属粉末または完成した焼結素子が金型内で押されると、成形中に流れや塑性変形が起こります。成形品の金型ギャップ部分での充填効果が、バリの根本的な原因です。

2. 金型の精度

粉末圧縮法は粉末充填法を採用しています。型の表面は粉末と直接接触しており、細かい粉末粒子が型の隙間に容易に入り込み、多体摩擦が発生します。実際の生産では、型間の粉末粒子の作業硬化後、型の隙間がさらに狭くなり、型の表面には軽い傷が残ります。摩耗が進むにつれて、型の表面粗さが減少し、粉末と型の間の摩擦が増加し、脱型時にバリが発生しやすくなり、成形が不可能になります。さらに、型の精度や製造精度も製品の品質に影響を与えます。バリの形状は型の表面品質に依存します。一般的な部品の表面は粗く、金属光沢がありません。

3. 型の損傷

粉末冶金部品はよく chamfer 加工されます。後工程の加工を減らし、コストを節約するために、金型設計時に金型に chamfer を追加しますが、これにより金型が薄いエッジや鋭角になりやすく、これらの部分で損傷しやすくなります。金型の形状が複雑で製造コストが高いため、最終製品の品質を損なわない範囲で使用されますが、フラッシュバリが発生します。バリの形状は比較的規則的であり、金型の欠陥に存在します。

4. 金型の取り付けと使用

金型の取り付けは一般的に下から上へ、内側から外側へ行われますが、これは金型自体の適合状況に依存します。金型の適合隙間が存在するため、金型を設置および調整する際に、適合隙間の均一な分布を保証することはできず、隙間の大きい側にはバリが発生しやすく、隙間の小さい側では乾いた摩擦が発生して局所的な接着摩耗が引き起こされる可能性があります。さらに、設置自体の欠陥により、運転中には金型が不均一に負荷がかかり、巨大な圧力の作用でわずかな横方向の動きが発生しやすくなり、特定の方向での隙間が拡大する結果となります。特に成形された形状部品の場合、金型の圧力中心の不安定な偏差と工作機械の圧力中心が安定しないため、大きなバリが発生するだけでなく、金型の摩耗が加速し、設備の精度にも一定の影響を与えます。これらの問題は局部的な形状異常のバリを引き起こすことがあります。

5、設備の精度

金型自体の設計と製造精度に加えて、金型の動作精度は形成設備自体の精度に関係しています。金型は要求通りに金型フレームに取り付けられ、運転中の上下金型のガイドや金型フレーム自体のガイドが金型の運転状態を決定します。複数工程部品の成形では、通常3〜5回の金型パンチが必要であり、設備の精度が特に重要です。設備の精度が不足すると、金型の作業条件が悪化し、バリの発生を促進します。さらに、粉末の高さが設備の範囲を超えると、過剰な圧力が掛かり、設備のトナージが不足し、設備の動作が不安定になり、部品の表面にランダムに分布するバリが発生します。