La tecnologia di stampaggio ad iniezione di polveri metalliche (MIM) è una nuova tecnologia di stampaggio a forma quasi netta della metallurgia delle polveri, creata introducendo la moderna tecnologia di stampaggio a iniezione di materie plastiche nel campo della metallurgia delle polveri.
Introduzione tecnica
La tecnologia di stampaggio a iniezione di polveri metalliche combina tecnologie multidisciplinari come la tecnologia di stampaggio della plastica, la chimica dei polimeri, la tecnologia della metallurgia delle polveri e la scienza dei materiali metallici. Utilizza stampi per pezzi grezzi per stampi a iniezione e produce rapidamente forme complesse tridimensionali ad alta densità, alta precisione attraverso la sinterizzazione. Parti strutturali. Innanzitutto, la polvere solida e il legante organico vengono impastati uniformemente e, dopo la granulazione, vengono iniettati nella cavità dello stampo con una macchina per lo stampaggio a iniezione in uno stato riscaldato e plastificato (~150°C) per la solidificazione, quindi il parison viene formato mediante decomposizione chimica o termica. Il legante nel prodotto viene rimosso e infine il prodotto finale viene ottenuto mediante sinterizzazione e densificazione.
Questa tecnologia di processo non solo presenta i vantaggi dei processi convenzionali di metallurgia delle polveri come meno passaggi, assenza o meno di taglio ed elevati vantaggi economici, ma supera anche le carenze dei tradizionali prodotti di metallurgia delle polveri come materiali irregolari, basse proprietà meccaniche e difficoltà nella formazione di pareti sottili e strutture complesse. È particolarmente adatto per la produzione in serie di parti metalliche piccole, complesse e con richieste speciali. Ha le caratteristiche di alta precisione, struttura uniforme, prestazioni eccellenti e bassi costi di produzione.
Flusso del processo
Flusso del processo: legante → miscelazione → stampaggio a iniezione → sgrassaggio → sinterizzazione → post-elaborazione.
Polvere minerale
La dimensione delle particelle della polvere metallica utilizzata nel processo MIM è generalmente compresa tra 0,5 e 20 μm; teoricamente, più fini sono le particelle, maggiore è la superficie specifica, rendendo più facile la modellatura e la sinterizzazione. Il tradizionale processo di metallurgia delle polveri utilizza polveri più grossolane di dimensioni superiori a 40μm.
Adesivo organico
La funzione dell'adesivo organico è quella di legare le particelle di polvere metallica in modo che la miscela abbia reologia e potere lubrificante quando riscaldata nel cilindro della macchina a iniezione, vale a dire che sia un veicolo che fa scorrere la polvere. Pertanto, il legante viene scelto come veicolo per l'intera polvere. Pertanto, la scelta dello sticky pull è la chiave dell'intero stampaggio a iniezione di polvere.
Requisiti per gli adesivi organici:
1.L'uso di meno adesivo può produrre una migliore reologia della miscela;
2. Nessuna reazione, nessuna reazione chimica con la polvere metallica durante il processo di rimozione dell'adesivo;
3. Facile da rimuovere, non rimane carbonio nel prodotto.
Miscelazione
La polvere metallica e il legante organico vengono miscelati uniformemente insieme per trasformare varie materie prime in una miscela per lo stampaggio a iniezione. L'uniformità della miscela influisce direttamente sulla sua fluidità, influenzando così i parametri del processo di stampaggio a iniezione, nonché la densità e altre proprietà del materiale finale. Questa fase del processo di stampaggio a iniezione è coerente in linea di principio con il processo di stampaggio a iniezione di materie plastiche e anche le condizioni delle sue apparecchiature sono sostanzialmente le stesse. Durante il processo di stampaggio a iniezione, il materiale misto viene riscaldato nel cilindro della macchina a iniezione fino a diventare un materiale plastico con proprietà reologiche e viene iniettato nello stampo sotto un'adeguata pressione di iniezione per formare un pezzo grezzo. Il pezzo grezzo stampato ad iniezione deve essere microscopicamente uniforme in modo che il prodotto si restringa uniformemente durante il processo di sinterizzazione.
Estrazione
Il legante organico contenuto nel pezzo grezzo stampato deve essere rimosso prima della sinterizzazione. Questo processo è chiamato estrazione. Il processo di estrazione deve garantire che l'adesivo venga gradualmente scaricato da diverse parti del pezzo grezzo lungo i minuscoli canali tra le particelle senza ridurre la resistenza del pezzo grezzo. La velocità di rimozione del legante segue generalmente l'equazione di diffusione. La sinterizzazione può restringere e densificare il pezzo grezzo sgrassato poroso in prodotti con determinate strutture e proprietà. Sebbene le prestazioni dei prodotti siano legate a molti fattori di processo prima della sinterizzazione, in molti casi il processo di sinterizzazione ha un impatto grande o addirittura decisivo sulla struttura metallografica e sulle proprietà del prodotto finale.
Post-elaborazione
Per le parti con requisiti dimensionali più precisi, è necessaria la necessaria post-elaborazione. Questo processo è lo stesso del processo di trattamento termico dei prodotti metallici convenzionali.
Vantaggi del processo
MIM utilizza le caratteristiche della tecnologia della metallurgia delle polveri per sinterizzare parti meccaniche con alta densità, buone proprietà meccaniche e qualità superficiale; allo stesso tempo, sfrutta le caratteristiche dello stampaggio a iniezione di materie plastiche per produrre parti con forme complesse in grandi quantità ed in modo efficiente.
1. È possibile formare parti strutturali con strutture altamente complesse.
La lavorazione tradizionale dei metalli comporta generalmente la trasformazione di lastre metalliche in prodotti mediante tornitura, fresatura, piallatura, rettifica, foratura, alesatura, ecc. A causa di problemi di costi tecnici e di tempo, è difficile che tali prodotti abbiano strutture complesse. MIM utilizza una macchina ad iniezione per iniettare il pezzo grezzo del prodotto per garantire che il materiale riempia completamente la cavità dello stampo, garantendo così la realizzazione della struttura altamente complessa del pezzo.
2. Il prodotto ha una microstruttura uniforme, un'alta densità e buone prestazioni.
In circostanze normali, la densità dei prodotti pressati può raggiungere solo un massimo dell'85% della densità teorica; la densità dei prodotti ottenuti con la tecnologia MIM può raggiungere oltre il 96%.
3. Alta efficienza, facile da ottenere produzione di massa e su larga scala.
Lo stampo in metallo utilizzato nella tecnologia MIM ha una durata equivalente a quella degli stampi per lo stampaggio a iniezione di materie plastiche. Grazie all'utilizzo di stampi in metallo, MIM è adatto alla produzione in serie di parti.
4. Ampia gamma di materiali applicabili e ampi campi di applicazione.
MIM può utilizzare quasi la maggior parte dei materiali metallici e, considerando l'economia, i principali materiali di applicazione includono metalli a base di ferro, a base di nichel, a bassa lega, a base di rame, acciaio rapido, acciaio inossidabile, lega con valvola di Gram, carburo cementato e metalli a base di titanio.
5. Risparmiare in modo significativo le materie prime
In generale, il tasso di utilizzo del metallo nella lavorazione e formatura dei metalli è relativamente basso. Il MIM può migliorare notevolmente il tasso di utilizzo delle materie prime, che teoricamente è un utilizzo del 100%.
6. Il processo MIM utilizza polvere fine a livello di micron.
Non solo può accelerare il ritiro dovuto alla sinterizzazione, contribuire a migliorare le proprietà meccaniche dei materiali, prolungare la durata a fatica dei materiali, ma anche migliorare la resistenza alla tensocorrosione e le proprietà magnetiche.
Aree di applicazione
I suoi prodotti sono ampiamente utilizzati in settori industriali quali ingegneria elettronica dell'informazione, apparecchiature biomediche, apparecchiature per ufficio, automobili, macchinari, hardware, attrezzature sportive, industria orologiera, armi e aerospaziale.
1.Computer e relativi mezzi ausiliari: come parti della stampante, nuclei magnetici, perni di riscontro e parti di guida;
2.Strumenti: quali punte da trapano, frese, ugelli, trapani a pistola, frese elicoidali, punzoni, bussole, chiavi inglesi, utensili elettrici, utensili manuali, ecc.;
3. Elettrodomestici: come casse di orologi, catene di orologi, spazzolini da denti elettrici, forbici, ventilatori, teste di golf, maglie di gioielli, morsetti per penne a sfera, teste di utensili da taglio e altre parti;
4.Parti per macchine mediche: come telai ortodontici, forbici e pinzette;
5. Parti militari: code di missili, parti di armi, testate, coperture antipolvere e parti di spolette;
6. Parti elettriche: imballaggi elettronici, micromotori, parti elettroniche, sensori;
7. Parti meccaniche: come macchine per la scioglitura del cotone, macchine tessili, arricciatrici, macchine per ufficio, ecc.;
8. Parti automobilistiche e marine: come anello interno della frizione, manicotto della forcella, manicotto del distributore, guida della valvola, mozzo di sincronizzazione, parti dell'airbag, ecc.
