טכנולוגיית הזרקת אבקת מתכת 

טכנולוגיית הזרקת אבקת מתכת (MIM) היא טכנולוגיה חדשה של מתכות אבקה בצורת כמעט נטו שנוצרה על ידי הכנסת טכנולוגיית הזרקת פלסטיק מודרנית לתחום מטלורגיית האבקה.

מבוא טכני

טכנולוגיית הזרקת אבקת מתכת משלבת טכנולוגיות רב-תחומיות כגון טכנולוגיית יציקת פלסטיק, כימיה של פולימרים, טכנולוגיית מטלורגיית אבקה ומדע חומרי מתכת. היא משתמשת בתבניות להזרקת חלקי עובש ומייצרת במהירות צורות מורכבות בתלת מימד בצפיפות גבוהה ובדיוק גבוה באמצעות סינטר. חלקים מבניים. ראשית, האבקה המוצקה והקלסר האורגני נלושות באופן אחיד, ולאחר הגרנולציה, הם מוזרקים לחלל התבנית עם מכונת הזרקה במצב מחומם ומפלסטיק (~150 מעלות צלזיוס) לצורך התמצקות, ולאחר מכן הפריזון נוצר על ידי פירוק כימי או תרמי. מסירים את הקלסר שבמוצר, ולבסוף מתקבל התוצר הסופי על ידי סינטר וצפיפות.

לטכנולוגיית תהליך זו יש לא רק את היתרונות של תהליכי מתכת אבקה קונבנציונליים כמו פחות שלבים, לא או פחות חיתוך ויתרונות כלכליים גבוהים, אלא גם מתגברת על החסרונות של מוצרי מתכת אבקה מסורתיים כמו חומרים לא אחידים, תכונות מכניות נמוכות וקושי ביצירת קירות דקים ומבנים מורכבים. הוא מתאים במיוחד לייצור המוני של חלקי מתכת קטנים, מורכבים ונדרשים מיוחדים. יש לו מאפיינים של דיוק גבוה, מבנה אחיד, ביצועים מצוינים ועלות ייצור נמוכה.

זרימת תהליך

זרימת תהליך: קלסר → ערבוב → הזרקה → הסרת שומנים → sintering → לאחר עיבוד.

אבקה מינרלית

גודל החלקיקים של אבקת מתכת המשמשת בתהליך MIM הוא בדרך כלל 0.5 ~ 20μm; תיאורטית, ככל שהחלקיקים עדינים יותר, כך שטח הפנים הספציפי גדול יותר, מה שמקל על העיצוב והסינטור. תהליך מטלורגיית האבקה המסורתי משתמש באבקות גסות יותר מ-40 מיקרומטר.

דבק אורגני

תפקידו של הדבק האורגני הוא לקשר את חלקיקי אבקת המתכת כך שלתערובת תהיה ריאולוגיה וסיכה כאשר היא מחוממת בחבית מכונת ההזרקה, כלומר, מדובר בנשא שמניע את האבקה לזרום. לכן, הקלסר נבחר להיות הנשא של האבקה כולה. לכן, הבחירה במשיכה דביקה היא המפתח לכל הזרקת האבקה.

דרישות עבור דבקים אורגניים:

1. השימוש בפחות דבק יכול לייצר ראוולוגיה טובה יותר של התערובת;

2. אין תגובה, אין תגובה כימית עם אבקת מתכת במהלך תהליך הסרת הדבק;

3. קל להסרה, לא נשאר פחמן במוצר.

ערבוב

אבקת המתכת והקלסר האורגני מעורבבים זה בזה באופן אחיד כדי ליצור חומרי גלם שונים לתערובת להזרקה. אחידות התערובת משפיעה ישירות על נזילותה, ובכך משפיעה על הפרמטרים של תהליך ההזרקה, כמו גם על הצפיפות ותכונות אחרות של החומר הסופי. שלב זה של תהליך ההזרקה תואם באופן עקרוני לתהליך הזרקת הפלסטיק, וגם תנאי הציוד שלו זהים בעצם. במהלך תהליך ההזרקה, החומר המעורב מחומם בחבית מכונת ההזרקה לחומר פלסטי בעל תכונות ריאולוגיות, ומוזרק לתבנית בלחץ הזרקה מתאים ליצירת ריק. החסר בהזרקה צריך להיות אחיד מבחינה מיקרוסקופית כך שהמוצר יתכווץ באופן שווה במהלך תהליך הסינטר.

מיצוי

יש להסיר את הקלסר האורגני הכלול בחסר היצוק לפני הסינטר. תהליך זה נקרא מיצוי. תהליך המיצוי חייב להבטיח שהדבק יופרש בהדרגה מחלקים שונים של הריק לאורך התעלות הזעירות שבין החלקיקים מבלי להפחית את חוזק הריק. קצב הסרת הקלסר בדרך כלל עוקב אחר משוואת הדיפוזיה. סינטרינג יכול לכווץ ולדחוס את הריק המוסר שומנים נקבובי למוצרים בעלי מבנה ומאפיינים מסוימים. למרות שביצועי המוצרים קשורים לגורמי תהליך רבים לפני הסינטר, במקרים רבים, לתהליך הסינטר יש השפעה רבה או אפילו מכרעת על המבנה המטאלוגרפי ותכונותיו של המוצר הסופי.

עיבוד לאחר

עבור חלקים עם דרישות גודל מדויקות יותר, נדרש עיבוד שלאחר הכרחי. תהליך זה זהה לתהליך הטיפול בחום של מוצרי מתכת רגילים.

יתרונות תהליכים

MIM משתמשת במאפיינים של טכנולוגיית מטלורגיית אבקה כדי לסנן חלקים מכניים עם צפיפות גבוהה, תכונות מכניות טובות ואיכות פני השטח; במקביל, הוא משתמש במאפיינים של הזרקת פלסטיק כדי לייצר חלקים בעלי צורות מורכבות בכמויות גדולות וביעילות.

1. ניתן ליצור חלקים מבניים עם מבנים מורכבים ביותר.

עיבוד מתכת מסורתי כרוך בדרך כלל בעיבוד לוחות מתכת למוצרים באמצעות חריטה, כרסום, הקצעה, שחיקה, קידוח, קידוח וכו'. בשל בעיות טכניות של עלות וזמן, קשה למוצרים כאלה להיות בעלי מבנים מורכבים. MIM משתמשת במכונת הזרקה כדי להזריק את ריק המוצר כדי להבטיח שהחומר ימלא במלואו את חלל התבנית, ובכך מבטיח את מימוש המבנה המורכב ביותר של החלק.

2. למוצר יש מבנה מיקרו אחיד, צפיפות גבוהה וביצועים טובים.

בנסיבות רגילות, הצפיפות של מוצרים דחוסים יכולה להגיע למקסימום של 85% מהצפיפות התיאורטית; צפיפות המוצרים המתקבלים בטכנולוגיית MIM יכולה להגיע ליותר מ-96%.

3. יעילות גבוהה, קל להשיג ייצור המוני ובקנה מידה גדול.

לתבנית המתכת המשמשת בטכנולוגיית MIM יש תוחלת חיים המקבילה לזה של תבניות הזרקת פלסטיק הנדסיות. בשל השימוש בתבניות מתכת, MIM מתאים לייצור המוני של חלקים.

4. מגוון רחב של חומרים ישימים ותחומי יישום רחבים.

MIM יכול להשתמש כמעט ברוב חומרי המתכת, ובהתחשב בחיסכון, חומרי היישום העיקריים כוללים על בסיס ברזל, על בסיס ניקל, על סגסוגת נמוכה, על בסיס נחושת, על פלדה מהירה, על נירוסטה, על סגסוגת שסתום גרם, על בסיס קרביד ועל בסיס טיטניום.

5. חיסכון משמעותי בחומרי גלם

באופן כללי, שיעור הניצול של מתכת בעיבוד ויצירת מתכות נמוך יחסית. MIM יכולה לשפר מאוד את שיעור הניצול של חומרי הגלם, שהוא תיאורטית 100% ניצול.

6. תהליך MIM משתמש באבקה עדינה ברמת מיקרון.

זה לא רק יכול להאיץ את הצטמקות סינטר, לעזור לשפר את התכונות המכניות של חומרים, להאריך את חיי העייפות של חומרים, אלא גם לשפר את העמידות בפני קורוזיה מתח ותכונות מגנטיות.

אזורי יישום

מוצריה נמצאים בשימוש נרחב בתחומים תעשייתיים כגון הנדסת מידע אלקטרונית, ציוד ביו-רפואי, ציוד משרדי, מכוניות, מכונות, חומרה, ציוד ספורט, תעשיית שעונים, כלי נשק ותעופה וחלל.

1. מחשבים ומתקני העזר שלהם: כגון חלקי מדפסת, ליבות מגנטיות, פינים בולטים וחלקי הנעה;

2. כלים: כגון מקדחים, חותכים, חרירים, מקדחי אקדח, חותכי כרסום ספירלי, אגרוף, שקעים, מפתח ברגים, כלים חשמליים, כלי עבודה ידניים וכו';

3. מכשירי חשמל ביתיים: כגון מארזי שעונים, שרשראות שעונים, מברשות שיניים חשמליות, מספריים, מאווררים, ראשי גולף, חוליות תכשיטים, מלחציים לעט כדורי, ראשי כלי חיתוך וחלקים אחרים;

4. חלקים למכונות רפואיות: כגון מסגרות אורתודונטיות, מספריים ופינצטה;

5. חלקים צבאיים: זנבות טילים, חלקי רובה, ראשי נפץ, כיסויי אבקה וחלקי פתיל;

6. חלקים חשמליים: אריזה אלקטרונית, מיקרו מנועים, חלקים אלקטרוניים, התקני חיישנים;

7. חלקים מכניים: כגון מכונות לשחרור כותנה, מכונות טקסטיל, מכונות סלסול, מכונות משרדיות וכו';

8. חלקי רכב וימיים: כגון טבעת פנימית של מצמד, שרוול מזלג, שרוול מפיץ, מוביל שסתומים, רכזת סנכרון, חלקי כריות אוויר וכו'.