Metal Powder Injection Molding Technology (MIM) je nova tehnologija metalurgije praha u gotovo neto obliku oblikovana uvođenjem moderne tehnologije plastičnog injekcijskog lijevanja u polje metalurgije praha.
Tehnički uvod
Tehnologija brizganja metalnog praha kombinira multidisciplinarne tehnologije kao što su tehnologija lijevanja plastike, kemija polimera, tehnologija metalurgije praha i znanost o metalnim materijalima. Koristi kalupe za ubrizgavanje kalupa i brzo proizvodi trodimenzionalne složene oblike visoke gustoće, visoke preciznosti putem sinteriranja. Strukturni dijelovi. Najprije se kruti prah i organsko vezivo jednolično umijese, a nakon granulacije se strojem za injekcijsko prešanje ubrizgavaju u šupljinu kalupa u zagrijanom i plastificiranom stanju (~150°C) radi skrućivanja, a zatim se kemijskom ili termičkom razgradnjom formira parison. U proizvodu se uklanja vezivo, te se na kraju sinteriranjem i zgušnjavanjem dobiva konačni proizvod.
Ova procesna tehnologija ne samo da ima prednosti konvencionalnih procesa metalurgije praha kao što je manje koraka, ništa ili manje rezanja i visoke ekonomske koristi, već također prevladava nedostatke tradicionalnih proizvoda metalurgije praha kao što su nejednaki materijali, niska mehanička svojstva i poteškoće u oblikovanju tankih stijenki i složenih struktura. Posebno je prikladan za masovnu proizvodnju malih, složenih i posebno potrebnih metalnih dijelova. Ima karakteristike visoke preciznosti, ujednačene strukture, izvrsnih performansi i niskih troškova proizvodnje.
Tijek procesa
Tijek procesa: vezivo → miješanje → injekcijsko prešanje → odmašćivanje → sinteriranje → naknadna obrada.
Mineralni prah
Veličina čestica metalnog praha koji se koristi u MIM procesu općenito je 0,5~20 μm; teoretski, što su čestice sitnije, to je veća specifična površina, što olakšava oblikovanje i sinteriranje. Tradicionalni proces metalurgije praha koristi grublje prahove veće od 40 μm.
Organsko ljepilo
Funkcija organskog ljepila je vezati čestice metalnog praha tako da smjesa ima reologiju i mazivost kada se zagrijava u cijevi stroja za ubrizgavanje, to jest, ono je nosač koji tjera prah da teče. Stoga je vezivo odabrano kao nosač za cijeli prah. Stoga je izbor ljepljivog povlačenja ključ cjelokupnog brizganja praha.
Zahtjevi za organska ljepila:
1. Upotreba manje ljepila može proizvesti bolju reologiju smjese;
2. Nema reakcije, nema kemijske reakcije s metalnim prahom tijekom procesa uklanjanja ljepila;
3. Lako se uklanja, nema ostataka ugljika u proizvodu.
Miješanje
Metalni prah i organsko vezivo jednolično se miješaju kako bi se različite sirovine napravile u smjesu za injekcijsko prešanje. Ujednačenost smjese izravno utječe na njenu fluidnost, a time i na parametre procesa injekcijskog prešanja, kao i na gustoću i druga svojstva konačnog materijala. Ovaj korak procesa injekcijskog prešanja u načelu je u skladu s postupkom plastičnog injekcijskog prešanja, a uvjeti njegove opreme također su u osnovi isti. Tijekom procesa injekcijskog prešanja, miješani materijal se zagrijava u bačvi stroja za injekcijsko prešanje u plastični materijal s reološkim svojstvima, te se ubrizgava u kalup pod odgovarajućim tlakom ubrizgavanja kako bi se formirao slijepi proizvod. Injekcijski prešani uzorak mora biti mikroskopski ujednačen tako da se proizvod ravnomjerno skuplja tijekom procesa sinteriranja.
Ekstrakcija
Organsko vezivo sadržano u kalupu mora se ukloniti prije sinteriranja. Taj se proces naziva ekstrakcija. Proces ekstrakcije mora osigurati da se ljepilo postupno ispušta iz različitih dijelova uloška duž sićušnih kanala između čestica bez smanjenja čvrstoće uratka. Brzina uklanjanja veziva općenito slijedi jednadžbu difuzije. Sinteriranjem se može skupiti i zgusnuti porozni odmašćeni proizvod u proizvode s određenom strukturom i svojstvima. Iako je izvedba proizvoda povezana s mnogim procesnim čimbenicima prije sinteriranja, u mnogim slučajevima proces sinteriranja ima velik ili čak presudan utjecaj na metalografsku strukturu i svojstva konačnog proizvoda.
Naknadna obrada
Za dijelove s preciznijim zahtjevima veličine potrebna je naknadna obrada. Ovaj postupak je isti kao i postupak toplinske obrade konvencionalnih metalnih proizvoda.
Prednosti procesa
MIM koristi karakteristike tehnologije metalurgije praha za sinteriranje mehaničkih dijelova visoke gustoće, dobrih mehaničkih svojstava i kvalitete površine; u isto vrijeme koristi karakteristike plastičnog injekcijskog prešanja za proizvodnju dijelova složenih oblika u velikim količinama i učinkovito.
1. Mogu se oblikovati strukturni dijelovi s vrlo složenim strukturama.
Tradicionalna obrada metala općenito uključuje obradu metalnih ploča u proizvode tokarenjem, glodanjem, blanjanjem, brušenjem, bušenjem, bušenjem itd. Zbog tehničkih troškova i problema s vremenskim troškovima, teško je da takvi proizvodi imaju složene strukture. MIM koristi stroj za ubrizgavanje za ubrizgavanje sirovog proizvoda kako bi osigurao da materijal u potpunosti ispuni šupljinu kalupa, čime se osigurava realizacija vrlo složene strukture dijela.
2. Proizvod ima ujednačenu mikrostrukturu, visoku gustoću i dobre performanse.
U normalnim okolnostima, gustoća prešanih proizvoda može doseći najviše 85% teoretske gustoće; gustoća proizvoda dobivenih MIM tehnologijom može doseći više od 96%.
3. Visoka učinkovitost, lako se postiže masovna i velika proizvodnja.
Metalni kalup koji se koristi u MIM tehnologiji ima životni vijek jednak onom inženjerskih kalupa za brizganje plastike. Zbog upotrebe metalnih kalupa, MIM je pogodan za masovnu proizvodnju dijelova.
4. Širok raspon primjenjivih materijala i široka područja primjene.
MIM može koristiti gotovo većinu metalnih materijala, a s obzirom na ekonomičnost, glavni materijali za primjenu uključuju metale na bazi željeza, na bazi nikla, niske legure, na bazi bakra, brzorezni čelik, nehrđajući čelik, legure gram ventila, cementni karbid i metale na bazi titana.
5. Značajno uštedite sirovine
Općenito, stopa iskorištenja metala u obradi i oblikovanju metala je relativno niska. MIM može uvelike poboljšati stopu iskorištenja sirovina, što je teoretski 100% iskorištenje.
6. MIM proces koristi mikronski fini prah.
Ne samo da može ubrzati skupljanje uslijed sinteriranja, pomoći u poboljšanju mehaničkih svojstava materijala, produljiti vijek trajanja materijala od zamora, već i poboljšati otpornost na koroziju pod stresom i magnetska svojstva.
Područja primjene
Njegovi proizvodi naširoko se koriste u industrijskim područjima kao što su elektronički informacijski inženjering, biomedicinska oprema, uredska oprema, automobili, strojevi, hardver, sportska oprema, industrija satova, oružje i zrakoplovstvo.
1. Računala i njihova pomoćna oprema: kao što su dijelovi pisača, magnetske jezgre, udarne igle i pogonski dijelovi;
2. Alati: kao što su svrdla, nastavci za rezanje, mlaznice, pištoljske bušilice, spiralna glodala, probijači, nasadni ključevi, ključevi, električni alati, ručni alati itd.;
3.Kućanski aparati: kao što su kućišta za satove, lančići za satove, električne četkice za zube, škare, lepeze, glave za golf, karike za nakit, stezaljke za kemijske olovke, glave alata za rezanje i drugi dijelovi;
4. Dijelovi za medicinske strojeve: kao što su ortodontski okviri, škare i pincete;
5. Vojni dijelovi: repovi projektila, dijelovi oružja, bojeve glave, poklopci od baruta i dijelovi upaljača;
6.Električni dijelovi: elektroničko pakiranje, mikro motori, elektronički dijelovi, senzorski uređaji;
7. Mehanički dijelovi: kao što su strojevi za rahljenje pamuka, tekstilni strojevi, strojevi za kovrčanje, uredski strojevi itd.;
8. Automobilski i brodski dijelovi: kao što su unutarnji prsten kvačila, rukavac vilice, rukavac razdjelnika, vodilica ventila, glavčina za sinkronizaciju, dijelovi zračnog jastuka itd.
