Tehnologia de turnare prin injecție a pulberilor metalice (MIM) este o nouă tehnologie de turnare cu formă aproape netă din metalurgia pulberilor, formată prin introducerea tehnologiei moderne de turnare prin injecție a plasticului în domeniul metalurgiei pulberilor.
Introducere tehnică
Tehnologia de turnare prin injecție a pulberilor metalice combină tehnologii multidisciplinare, cum ar fi tehnologia de turnare a plasticului, chimia polimerilor, tehnologia metalurgiei pulberilor și știința materialelor metalice. Utilizează matrițe pentru a injecta semifabricate și fabrică rapid forme complexe tridimensionale, de înaltă densitate, de înaltă precizie, prin sinterizare. Piese structurale. În primul rând, pulberea solidă și liantul organic sunt frământate uniform, iar după granulare, acestea sunt injectate în cavitatea matriței cu o mașină de turnat prin injecție într-o stare încălzită și plastifiată (~150 ° C) pentru solidificare, iar apoi paraisonul este format prin descompunere chimică sau termică. Liantul din produs este îndepărtat, iar în final produsul final este obținut prin sinterizare și densificare.
Această tehnologie de proces nu numai că are avantajele proceselor convenționale de metalurgie a pulberilor, cum ar fi mai puține etape, nu sau mai puțină tăiere și beneficii economice ridicate, dar depășește și deficiențele produselor tradiționale din metalurgia pulberilor, cum ar fi materialele neuniforme, proprietățile mecanice scăzute și dificultatea de a forma pereți subțiri și structuri complexe. Este potrivit în special pentru producția de masă de piese metalice mici, complexe și necesare. Are caracteristicile de înaltă precizie, structură uniformă, performanță excelentă și cost de producție scăzut.
Fluxul procesului
Fluxul procesului: liant → amestecare → turnare prin injecție → degresare → sinterizare → post-procesare.
Pulbere minerală
Dimensiunea particulelor de pulbere de metal utilizată în procesul MIM este în general de 0,5 ~ 20 μm; teoretic, cu cât particulele sunt mai fine, cu atât suprafața specifică este mai mare, ceea ce face mai ușor de modelat și sinterizat. Procesul tradițional de metalurgie a pulberilor folosește pulberi mai grosiere mai mari de 40μm.
Adeziv organic
Funcția adezivului organic este de a lega particulele de pulbere metalică, astfel încât amestecul să aibă reologie și lubrifiere atunci când este încălzit în cilindrul mașinii de injectare, adică este un purtător care conduce pulberea să curgă. Prin urmare, liantul este ales să fie purtător pentru întreaga pulbere. Prin urmare, alegerea tragerii lipicioase este cheia întregii turnări prin injecție de pulbere.
Cerințe pentru adezivi organici:
1. Utilizarea mai puțin adeziv poate produce o reologie mai bună a amestecului;
2.Fără reacție, fără reacție chimică cu pulbere metalică în timpul procesului de îndepărtare a adezivului;
3.Ușor de îndepărtat, nu rămâne carbon în produs.
Amestecarea
Pulberea metalică și liantul organic sunt amestecate uniform împreună pentru a face diverse materii prime într-un amestec pentru turnarea prin injecție. Uniformitatea amestecului afectează direct fluiditatea acestuia, afectând astfel parametrii procesului de turnare prin injecție, precum și densitatea și alte proprietăți ale materialului final. Această etapă a procesului de turnare prin injecție este în concordanță în principiu cu procesul de turnare prin injecție a plasticului, iar condițiile echipamentului acestuia sunt, de asemenea, practic aceleași. În timpul procesului de turnare prin injecție, materialul amestecat este încălzit în cilindrul mașinii de injecție într-un material plastic cu proprietăți reologice și este injectat în matriță sub presiune de injecție adecvată pentru a forma un semifabricat. Semifabricatul turnat prin injecție trebuie să fie uniform microscopic, astfel încât produsul să se micșoreze uniform în timpul procesului de sinterizare.
Extracție
Liantul organic conținut în semifabricatul turnat trebuie îndepărtat înainte de sinterizare. Acest proces se numește extracție. Procesul de extracție trebuie să asigure că adezivul este descărcat treptat din diferite părți ale semifabricatului de-a lungul canalelor minuscule dintre particule, fără a reduce rezistența semifabricatului. Rata de îndepărtare a liantului urmează în general ecuația de difuzie. Sinterizarea poate micșora și densifica semifabricatul degresat poros în produse cu o anumită structură și proprietăți. Deși performanța produselor este legată de mulți factori de proces înainte de sinterizare, în multe cazuri, procesul de sinterizare are un impact mare sau chiar decisiv asupra structurii metalografice și proprietăților produsului final.
Post-procesare
Pentru piesele cu cerințe de dimensiune mai precise, este necesară o post-procesare necesară. Acest proces este același cu procesul de tratament termic al produselor metalice convenționale.
Avantajele procesului
MIM folosește caracteristicile tehnologiei metalurgiei pulberilor pentru sinterizarea pieselor mecanice cu densitate mare, proprietăți mecanice bune și calitate a suprafeței; în același timp, folosește caracteristicile turnării prin injecție a plasticului pentru a produce piese cu forme complexe în cantități mari și eficient.
1. Pot fi formate piese structurale cu structuri foarte complexe.
Prelucrarea tradițională a metalelor implică, în general, prelucrarea plăcilor metalice în produse prin strunjire, frezare, rindeluire, șlefuire, găurire, găurire etc. Din cauza costurilor tehnice și a costurilor de timp, este dificil ca astfel de produse să aibă structuri complexe. MIM folosește o mașină de injectare pentru a injecta semifabricatul de produs pentru a se asigura că materialul umple complet cavitatea matriței, asigurând astfel realizarea structurii extrem de complexe a piesei.
2. Produsul are microstructură uniformă, densitate ridicată și performanță bună.
În condiții normale, densitatea produselor presate poate atinge doar maximum 85% din densitatea teoretică; densitatea produselor obținute prin tehnologia MIM poate ajunge la peste 96%.
3. Eficiență ridicată, ușor de realizat producție în masă și pe scară largă.
Matrița metalică utilizată în tehnologia MIM are o durată de viață echivalentă cu cea a matrițelor de turnare prin injecție din plastic. Datorită utilizării matrițelor metalice, MIM este potrivit pentru producția de masă de piese.
4. Gamă largă de materiale aplicabile și domenii largi de aplicare.
MIM poate folosi aproape majoritatea materialelor metalice și, având în vedere economie, principalele materiale de aplicare includ metale pe bază de fier, pe bază de nichel, aliaje reduse, pe bază de cupru, oțel de mare viteză, oțel inoxidabil, aliaj de supapă gram, carbură cimentată și metale pe bază de titan.
5. Economisiți semnificativ materiile prime
În general, rata de utilizare a metalului în prelucrarea și formarea metalelor este relativ scăzută. MIM poate îmbunătăți considerabil rata de utilizare a materiilor prime, care este, teoretic, o utilizare de 100%.
6. Procesul MIM folosește pulbere fină la nivel de microni.
Nu numai că poate accelera contracția prin sinterizare, poate ajuta la îmbunătățirea proprietăților mecanice ale materialelor, poate prelungi durata de viață la oboseală a materialelor, dar, de asemenea, poate îmbunătăți rezistența la coroziune prin stres și proprietățile magnetice.
Domenii de aplicare
Produsele sale sunt utilizate pe scară largă în domenii industriale, cum ar fi inginerie electronică a informațiilor, echipamente biomedicale, echipamente de birou, automobile, mașini, hardware, echipamente sportive, industria ceasurilor, arme și industria aerospațială.
1. Calculatoare și facilități auxiliare ale acestora: cum ar fi piese de imprimantă, miezuri magnetice, știfturi și piese de antrenare;
2.Unelte: cum ar fi burghie, burghie de tăiere, duze, burghie cu pistol, freze spiralate, poansone, prize, chei, unelte electrice, unelte de mână etc.;
3. Aparate de uz casnic: cum ar fi carcase pentru ceasuri, lanțuri de ceasuri, periuțe de dinți electrice, foarfece, ventilatoare, capete de golf, zale de bijuterii, cleme pentru pix, capete de scule de tăiat și alte piese;
4. Piese pentru utilaje medicale: precum rame ortodontice, foarfece și pensete;
5. Piese militare: cozi de rachetă, piese de arme, focoase, capace de pulbere și piese de fuze;
6. Piese electrice: ambalaje electronice, micromotoare, piese electronice, dispozitive cu senzori;
7. Piese mecanice: cum ar fi mașini de slăbit bumbac, mașini textile, mașini de ondulat, mașini de birou etc.;
8. Piese auto și marine: cum ar fi inelul interior al ambreiajului, manșonul furcii, manșonul distribuitorului, ghidajul supapei, butucul de sincronizare, părțile airbag etc.
