فناوری قالبگیری تزریق پودر فلز (MIM) یک فناوری جدید قالبگیری نزدیک به شبکه در متالورژی پودر است که با معرفی فناوری قالبگیری تزریقی پلاستیک مدرن در زمینه متالورژی پودر شکل گرفته است.
معرفی فنی
فناوری قالبگیری تزریق پودر فلز، فناوریهای چند رشتهای مانند فناوری قالبگیری پلاستیک، شیمی پلیمر، فناوری متالورژی پودر و علم مواد فلزی را ترکیب میکند. از قالبها برای تزریق قالبهای قالب استفاده میکند و به سرعت اشکال پیچیده سه بعدی با چگالی بالا، با دقت بالا و از طریق تف جوشی تولید میکند. قطعات سازه ای ابتدا پودر جامد و بایندر آلی به طور یکنواخت ورز داده می شوند و پس از دانه بندی با دستگاه قالب گیری تزریقی در حالت گرم و پلاستیکی شده (~150 درجه سانتی گراد) برای انجماد به داخل حفره قالب تزریق می شوند و سپس با تجزیه شیمیایی یا حرارتی پاریزون تشکیل می شود. بایندر موجود در محصول حذف شده و در نهایت محصول نهایی با تف جوشی و متراکم شدن به دست می آید.
این فناوری فرآیندی نه تنها دارای مزایای فرآیندهای متالورژی پودر معمولی مانند مراحل کمتر، بدون برش یا برش کمتر و مزایای اقتصادی بالا است، بلکه بر کاستی های محصولات متالورژی پودر سنتی مانند مواد ناهموار، خواص مکانیکی پایین و مشکل در تشکیل دیواره های نازک و ساختارهای پیچیده غلبه می کند. به ویژه برای تولید انبوه قطعات فلزی کوچک، پیچیده و خاص مورد نیاز است. دارای ویژگی های دقت بالا، ساختار یکنواخت، عملکرد عالی و هزینه تولید پایین است.
جریان فرآیند
جریان فرآیند: چسب → اختلاط → قالب گیری تزریقی → چربی زدایی → پخت → پس پردازش.
پودر معدنی
اندازه ذرات پودر فلز مورد استفاده در فرآیند MIM به طور کلی 0.5 ~ 20μm است. از نظر تئوری، هرچه ذرات ریزتر باشند، سطح ویژه بزرگتر است و شکلدهی و تف جوشی آن را آسانتر میکند. در فرآیند متالورژی پودر سنتی از پودرهای درشت تری بزرگتر از 40 میکرومتر استفاده می شود.
چسب ارگانیک
عملکرد چسب آلی این است که ذرات پودر فلز را به هم بچسباند تا مخلوط هنگام گرم شدن در بشکه دستگاه تزریق، دارای رئولوژی و روانی باشد، به عبارت دیگر، این یک حامل است که پودر را به جریان میاندازد. بنابراین، بایندر به عنوان حامل کل پودر انتخاب می شود. بنابراین، انتخاب کشش چسبنده کلید کل قالب گیری تزریق پودر است.
الزامات چسب های ارگانیک:
1. استفاده از چسب کمتر می تواند رئولوژی بهتری از مخلوط ایجاد کند.
2. بدون واکنش، بدون واکنش شیمیایی با پودر فلز در طول فرآیند حذف چسب.
3. حذف آسان، هیچ کربنی در محصول باقی نمی ماند.
مخلوط کردن
پودر فلز و چسب آلی به طور یکنواخت با هم مخلوط می شوند تا مواد خام مختلف را به مخلوطی برای قالب گیری تزریقی تبدیل کنند. یکنواختی مخلوط مستقیماً بر سیالیت آن تأثیر می گذارد، بنابراین بر پارامترهای فرآیند قالب گیری تزریقی و همچنین چگالی و سایر خواص ماده نهایی تأثیر می گذارد. این مرحله از فرآیند قالب گیری تزریقی در اصل با فرآیند قالب گیری تزریق پلاستیک سازگار است و شرایط تجهیزات آن نیز اساساً یکسان است. در طی فرآیند قالب گیری تزریقی، مواد مخلوط شده در بشکه دستگاه تزریق به یک ماده پلاستیکی با خواص رئولوژیکی حرارت داده می شود و تحت فشار تزریق مناسب به داخل قالب تزریق می شود تا یک لایه خالی تشکیل شود. بلانک قالب گیری تزریقی باید از نظر میکروسکوپی یکنواخت باشد تا محصول در طول فرآیند پخت به طور یکنواخت جمع شود.
استخراج
بایندر آلی موجود در بلانک قالب گیری شده باید قبل از تف جوشی برداشته شود. این فرآیند استخراج نامیده می شود. فرآیند استخراج باید اطمینان حاصل کند که چسب به تدریج از قسمت های مختلف بلانک در امتداد کانال های ریز بین ذرات بدون کاهش استحکام بلانک تخلیه می شود. سرعت حذف بایندر به طور کلی از معادله انتشار پیروی می کند. زینترینگ می تواند مواد خالی متخلخل را منقبض و متراکم کند و به محصولاتی با ساختار و خواص معین تبدیل کند. اگرچه عملکرد محصولات قبل از پخت با بسیاری از عوامل فرآیندی مرتبط است، اما در بسیاری از موارد، فرآیند تف جوشی تأثیر زیادی یا حتی تعیین کننده ای بر ساختار متالوگرافی و خواص محصول نهایی دارد.
پس پردازش
برای قطعاتی که نیاز به اندازه دقیق تری دارند، پس پردازش لازم مورد نیاز است. این فرآیند همانند فرآیند عملیات حرارتی محصولات فلزی معمولی است.
مزایای فرآیند
MIM از ویژگی های تکنولوژی متالورژی پودر برای پخت قطعات مکانیکی با چگالی بالا، خواص مکانیکی خوب و کیفیت سطح استفاده می کند. در عین حال از ویژگی های قالب گیری تزریق پلاستیک برای تولید قطعات با اشکال پیچیده در مقادیر زیاد و کارآمد استفاده می کند.
1.قطعات سازه ای با ساختارهای بسیار پیچیده را می توان تشکیل داد.
فرآوری سنتی فلزات به طور کلی شامل پردازش صفحات فلزی به محصولات از طریق تراشکاری، آسیاب، تراشکاری، سنگ زنی، حفاری، حفاری و غیره است. MIM از یک دستگاه تزریق برای تزریق محصول خالی استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که مواد به طور کامل حفره قالب را پر می کند، بنابراین از تحقق ساختار بسیار پیچیده قطعه اطمینان حاصل می کند.
2. محصول دارای ساختار یکنواخت، چگالی بالا و عملکرد خوب است.
در شرایط عادی، چگالی محصولات فشرده تنها می تواند به حداکثر 85٪ چگالی نظری برسد. تراکم محصولات به دست آمده توسط فناوری MIM می تواند به بیش از 96٪ برسد.
3. راندمان بالا، آسان برای دستیابی به تولید انبوه و در مقیاس بزرگ.
قالب فلزی مورد استفاده در فناوری MIM دارای طول عمری معادل قالب های مهندسی تزریق پلاستیک است. MIM به دلیل استفاده از قالب های فلزی برای تولید انبوه قطعات مناسب می باشد.
4. طیف گسترده ای از مواد قابل اجرا و زمینه های کاربردی گسترده.
MIM تقریباً می تواند از اکثر مواد فلزی استفاده کند و با در نظر گرفتن صرفه جویی در مصرف، مواد اصلی کاربرد شامل فلزات مبتنی بر آهن، پایه نیکل، کم آلیاژ، بر پایه مس، فولاد پرسرعت، فولاد ضد زنگ، آلیاژ شیر گرم، کاربید سیمانی و فلزات مبتنی بر تیتانیوم است.
5. صرفه جویی قابل توجهی در مواد خام
به طور کلی، میزان استفاده از فلز در پردازش و شکل دهی فلزات نسبتاً پایین است. MIM می تواند تا حد زیادی میزان استفاده از مواد خام را بهبود بخشد، که از نظر تئوری استفاده 100٪ است.
6. فرآیند MIM از پودر ریز در سطح میکرون استفاده می کند.
این نه تنها می تواند انقباض پخت را تسریع کند، به بهبود خواص مکانیکی مواد کمک کند، عمر خستگی مواد را افزایش دهد، بلکه مقاومت در برابر خوردگی استرس و خواص مغناطیسی را نیز بهبود بخشد.
حوزه های کاربردی
محصولات این شرکت به طور گسترده در زمینه های صنعتی مانند مهندسی اطلاعات الکترونیک، تجهیزات زیست پزشکی، تجهیزات اداری، خودرو، ماشین آلات، سخت افزار، تجهیزات ورزشی، صنعت ساعت، سلاح و هوا فضا استفاده می شود.
1-کامپیوترها و امکانات کمکی آنها: مانند قطعات چاپگر، هسته های مغناطیسی، پین های ضربه زن، و قطعات محرک.
2-ابزار: مانند مته ها، قیچی ها، نازل ها، مته های تفنگی، فرزهای مارپیچ، پانچ ها، سوکت ها، آچارها، ابزارهای الکتریکی، ابزار دستی و غیره؛
3- لوازم خانگی: مانند قاب ساعت، زنجیر ساعت، مسواک برقی، قیچی، پنکه، سر گلف، پیوند جواهرات، گیره قلم توپ، سر ابزار برش و سایر قطعات؛
4. قطعات ماشین آلات پزشکی: مانند فریم های ارتودنسی، قیچی و موچین؛
5-قطعات نظامی: دم موشک، قطعات تفنگ، کلاهک، پوشش پودری و قطعات فیوز.
6-قطعات الکتریکی: بسته بندی الکترونیکی، میکرو موتور، قطعات الکترونیکی، دستگاه های حسگر؛
7- قطعات مکانیکی: مانند ماشین های شل کننده پنبه، ماشین های نساجی، ماشین های حلقه زنی، ماشین آلات اداری و غیره؛
8. قطعات خودرو و دریایی: مانند حلقه داخلی کلاچ، آستین چنگال، آستین توزیع کننده، راهنمای سوپاپ، هاب هماهنگ سازی، قطعات کیسه هوا و غیره.
