Η τεχνολογία χύτευσης με έγχυση σκόνης μετάλλων (MIM) είναι μια νέα τεχνολογία χύτευσης σχεδόν διχτυού μεταλλουργίας σκόνης που σχηματίζεται με την εισαγωγή σύγχρονης τεχνολογίας χύτευσης με έγχυση πλαστικού στον τομέα της μεταλλουργίας σκόνης.
Τεχνική εισαγωγή
Η τεχνολογία χύτευσης με έγχυση σκόνης μετάλλων συνδυάζει τεχνολογίες πολλαπλών ειδικοτήτων, όπως η τεχνολογία χύτευσης πλαστικών, η χημεία πολυμερών, η τεχνολογία μεταλλουργίας σκόνης και η επιστήμη των μεταλλικών υλικών. Χρησιμοποιεί καλούπια για την έγχυση ακατέργαστων καλουπιών και κατασκευάζει γρήγορα τρισδιάστατα πολύπλοκα σχήματα υψηλής πυκνότητας, υψηλής ακρίβειας, μέσω πυροσυσσωμάτωσης. Δομικά μέρη. Πρώτα, η στερεά σκόνη και το οργανικό συνδετικό ζυμώνονται ομοιόμορφα και μετά την κοκκοποίηση εγχέονται στην κοιλότητα του καλουπιού με μια μηχανή χύτευσης με έγχυση σε θερμαινόμενη και πλαστικοποιημένη κατάσταση (~150°C) για στερεοποίηση και στη συνέχεια σχηματίζεται το parison με χημική ή θερμική αποσύνθεση. Το συνδετικό υλικό στο προϊόν αφαιρείται και τελικά το τελικό προϊόν λαμβάνεται με πυροσυσσωμάτωση και συμπύκνωση.
Αυτή η τεχνολογία επεξεργασίας όχι μόνο έχει τα πλεονεκτήματα των συμβατικών διεργασιών μεταλλουργίας σκόνης, όπως λιγότερα βήματα, καθόλου ή λιγότερο κοπή και υψηλά οικονομικά οφέλη, αλλά επίσης ξεπερνά τα μειονεκτήματα των παραδοσιακών προϊόντων μεταλλουργίας σκόνης, όπως ανομοιόμορφα υλικά, χαμηλές μηχανικές ιδιότητες και δυσκολία στη διαμόρφωση λεπτών τοιχωμάτων και πολύπλοκων δομών. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μαζική παραγωγή μικρών, πολύπλοκων και ειδικά απαιτούμενων μεταλλικών εξαρτημάτων. Έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ακρίβειας, της ομοιόμορφης δομής, της εξαιρετικής απόδοσης και του χαμηλού κόστους παραγωγής.
Ροή διαδικασίας
Ροή διαδικασίας: συνδετικό → ανάμειξη → χύτευση με έγχυση → απολίπανση → πυροσυσσωμάτωση → μετεπεξεργασία.
Ορυκτή σκόνη
Το μέγεθος σωματιδίων της μεταλλικής σκόνης που χρησιμοποιείται στη διαδικασία MIM είναι γενικά 0,5~20μm. θεωρητικά, όσο λεπτότερα είναι τα σωματίδια, τόσο μεγαλύτερη είναι η ειδική επιφάνεια, καθιστώντας ευκολότερο το σχήμα και τη σύντηξη. Η παραδοσιακή διαδικασία μεταλλουργίας σκόνης χρησιμοποιεί πιο χονδρές σκόνες μεγαλύτερες από 40μm.
Οργανική κόλλα
Η λειτουργία της οργανικής κόλλας είναι να συνδέει τα σωματίδια της μεταλλικής σκόνης έτσι ώστε το μείγμα να έχει ρεολογία και λιπαντικότητα όταν θερμαίνεται στο βαρέλι της μηχανής έγχυσης, δηλαδή να είναι ένας φορέας που οδηγεί τη σκόνη να ρέει. Επομένως, το συνδετικό επιλέγεται να είναι ο φορέας για ολόκληρη τη σκόνη. Επομένως, η επιλογή κολλώδους έλξης είναι το κλειδί για ολόκληρο το καλούπι έγχυσης σκόνης.
Απαιτήσεις για οργανικές κόλλες:
1.Η χρήση λιγότερης κόλλας μπορεί να παράγει καλύτερη ρεολογία του μείγματος.
2. Καμία αντίδραση, καμία χημική αντίδραση με σκόνη μετάλλου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αφαίρεσης κόλλας.
3.Εύκολη αφαίρεση, δεν παραμένει άνθρακας στο προϊόν.
Ανάμιξη
Η μεταλλική σκόνη και το οργανικό συνδετικό αναμειγνύονται ομοιόμορφα μεταξύ τους για να γίνουν διάφορες πρώτες ύλες σε ένα μείγμα για χύτευση με έγχυση. Η ομοιομορφία του μείγματος επηρεάζει άμεσα τη ρευστότητά του, επηρεάζοντας έτσι τις παραμέτρους της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση, καθώς και την πυκνότητα και άλλες ιδιότητες του τελικού υλικού. Αυτό το βήμα της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση είναι κατ' αρχήν συνεπές με τη διαδικασία χύτευσης με έγχυση πλαστικού και οι συνθήκες εξοπλισμού της είναι επίσης βασικά οι ίδιες. Κατά τη διαδικασία χύτευσης με έγχυση, το αναμεμειγμένο υλικό θερμαίνεται στον κύλινδρο της μηχανής έγχυσης σε ένα πλαστικό υλικό με ρεολογικές ιδιότητες και εγχέεται στο καλούπι υπό κατάλληλη πίεση έγχυσης για να σχηματιστεί ένα τυφλό. Το καλούπι με έγχυση θα πρέπει να είναι μικροσκοπικά ομοιόμορφο έτσι ώστε το προϊόν να συρρικνώνεται ομοιόμορφα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης.
Εκχύλιση
Το οργανικό συνδετικό που περιέχεται στο καλουπωμένο τεμάχιο πρέπει να αφαιρεθεί πριν από τη σύντηξη. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εξαγωγή. Η διαδικασία εκχύλισης πρέπει να διασφαλίζει ότι η κόλλα αποβάλλεται σταδιακά από διαφορετικά μέρη του ακατέργαστου υλικού κατά μήκος των μικροσκοπικών καναλιών μεταξύ των σωματιδίων χωρίς να μειώνεται η αντοχή του ακατέργαστου. Ο ρυθμός απομάκρυνσης του συνδετικού υλικού ακολουθεί γενικά την εξίσωση διάχυσης. Η πυροσυσσωμάτωση μπορεί να συρρικνωθεί και να πυκνώσει το πορώδες απολιπαντικό τεμάχιο σε προϊόντα με συγκεκριμένη δομή και ιδιότητες. Αν και η απόδοση των προϊόντων σχετίζεται με πολλούς παράγοντες διεργασίας πριν από τη σύντηξη, σε πολλές περιπτώσεις, η διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης έχει μεγάλη ή και καθοριστική επίδραση στη μεταλλογραφική δομή και ιδιότητες του τελικού προϊόντος.
Μετα-επεξεργασία
Για εξαρτήματα με πιο ακριβείς απαιτήσεις μεγέθους, απαιτείται η απαραίτητη μετεπεξεργασία. Αυτή η διαδικασία είναι η ίδια με τη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας των συμβατικών μεταλλικών προϊόντων.
Πλεονεκτήματα της διαδικασίας
Η MIM χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας μεταλλουργίας σκόνης για τη σύντηξη μηχανικών μερών με υψηλή πυκνότητα, καλές μηχανικές ιδιότητες και ποιότητα επιφάνειας. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά της πλαστικής χύτευσης με έγχυση για την παραγωγή εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα σε μεγάλες ποσότητες και αποτελεσματικά.
1.Μπορούν να σχηματιστούν δομικά μέρη με εξαιρετικά πολύπλοκες δομές.
Η παραδοσιακή επεξεργασία μετάλλων περιλαμβάνει γενικά την επεξεργασία μεταλλικών πλακών σε προϊόντα μέσω τόρνευσης, φρεζαρίσματος, πλανίσματος, λείανσης, διάτρησης, διάτρησης κ.λπ. Λόγω ζητημάτων τεχνικού κόστους και χρόνου, είναι δύσκολο για τέτοια προϊόντα να έχουν πολύπλοκες δομές. Η MIM χρησιμοποιεί μια μηχανή έγχυσης για την έγχυση του κενού προϊόντος για να διασφαλίσει ότι το υλικό γεμίζει πλήρως την κοιλότητα του καλουπιού, διασφαλίζοντας έτσι την υλοποίηση της εξαιρετικά πολύπλοκης δομής του εξαρτήματος.
2.Το προϊόν έχει ομοιόμορφη μικροδομή, υψηλή πυκνότητα και καλή απόδοση.
Υπό κανονικές συνθήκες, η πυκνότητα των συμπιεσμένων προϊόντων μπορεί να φτάσει μόνο το 85% της θεωρητικής πυκνότητας. η πυκνότητα των προϊόντων που λαμβάνονται με την τεχνολογία MIM μπορεί να φτάσει περισσότερο από 96%.
3. Υψηλή απόδοση, εύκολη στην επίτευξη μαζικής και μεγάλης κλίμακας παραγωγή.
Το μεταλλικό καλούπι που χρησιμοποιείται στην τεχνολογία MIM έχει διάρκεια ζωής ισοδύναμη με αυτή των μηχανικών καλουπιών πλαστικής χύτευσης με έγχυση. Λόγω της χρήσης μεταλλικών καλουπιών, το MIM είναι κατάλληλο για μαζική παραγωγή ανταλλακτικών.
4.Ευρεία γκάμα εφαρμόσιμων υλικών και ευρεία πεδία εφαρμογής.
Το MIM μπορεί να χρησιμοποιήσει σχεδόν τα περισσότερα μεταλλικά υλικά και λαμβάνοντας υπόψη την οικονομία, τα κύρια υλικά εφαρμογής περιλαμβάνουν μέταλλα με βάση το σίδηρο, το νικέλιο, το χαμηλό κράμα, τον χαλκό, τον χάλυβα υψηλής ταχύτητας, τον ανοξείδωτο χάλυβα, το κράμα βαλβίδων γραμμαρίου, το τσιμεντοειδές καρβίδιο και τα μέταλλα με βάση το τιτάνιο.
5. Σημαντική εξοικονόμηση πρώτων υλών
Γενικά, το ποσοστό χρήσης του μετάλλου στην επεξεργασία και τη διαμόρφωση μετάλλων είναι σχετικά χαμηλό. Το MIM μπορεί να βελτιώσει σημαντικά το ποσοστό χρήσης των πρώτων υλών, που θεωρητικά είναι 100% αξιοποίηση.
6.Η διαδικασία MIM χρησιμοποιεί λεπτή σκόνη σε επίπεδο μικρομέτρων.
Μπορεί όχι μόνο να επιταχύνει τη συρρίκνωση της πυροσυσσωμάτωσης, να βοηθήσει στη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών, να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των υλικών σε κόπωση, αλλά και να βελτιώσει την αντίσταση στη διάβρωση των καταπονήσεων και τις μαγνητικές ιδιότητες.
Τομείς εφαρμογής
Τα προϊόντα της χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως η ηλεκτρονική μηχανική πληροφοριών, ο βιοϊατρικός εξοπλισμός, ο εξοπλισμός γραφείου, τα αυτοκίνητα, τα μηχανήματα, το υλικό, ο αθλητικός εξοπλισμός, η βιομηχανία ρολογιών, τα όπλα και η αεροδιαστημική.
1.Η/Υ και οι βοηθητικές τους εγκαταστάσεις: όπως εξαρτήματα εκτυπωτών, μαγνητικοί πυρήνες, ακίδες και εξαρτήματα κίνησης.
2. Εργαλεία: όπως τρυπάνια, μύτες κοπής, ακροφύσια, τρυπάνια πιστολιών, σπειροειδείς φρέζες, μπουνιές, πρίζες, κλειδιά, ηλεκτρικά εργαλεία, εργαλεία χειρός κ.λπ.
3. Οικιακές συσκευές: όπως θήκες ρολογιών, αλυσίδες ρολογιών, ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες, ψαλίδια, ανεμιστήρες, κεφαλές γκολφ, σύνδεσμοι κοσμημάτων, σφιγκτήρες στυλό, κεφαλές εργαλείων κοπής και άλλα μέρη.
4. Ανταλλακτικά για ιατρικά μηχανήματα: όπως ορθοδοντικά πλαίσια, ψαλίδια και τσιμπιδάκια.
5. Στρατιωτικά μέρη: ουρές πυραύλων, μέρη πυροβόλων όπλων, κεφαλές, καλύμματα σκόνης και εξαρτήματα πυραύλων.
6. Ηλεκτρικά μέρη: ηλεκτρονική συσκευασία, μικροκινητήρες, ηλεκτρονικά εξαρτήματα, συσκευές αισθητήρων.
7.Μηχανικά μέρη: όπως μηχανές χαλάρωσης βαμβακιού, μηχανές κλωστοϋφαντουργίας, μηχανές κατσαρώματος, μηχανήματα γραφείου κ.λπ.
8. Ανταλλακτικά αυτοκινήτου και θαλάσσης: όπως εσωτερικός δακτύλιος συμπλέκτη, χιτώνιο πιρουνιού, χιτώνιο διανομής, οδηγός βαλβίδας, πλήμνη συγχρονισμού, εξαρτήματα αερόσακου κ.λπ.
