Технологія металевого порошкового лиття під тиском (MIM) — це нова технологія порошкової металургії, що використовується майже в чистій формі, утворена шляхом впровадження сучасної технології лиття пластмас під тиском у галузі порошкової металургії.
Технічний вступ
Технологія лиття під тиском металевого порошку поєднує міждисциплінарні технології, такі як технологія формування пластмас, хімія полімерів, технологія порошкової металургії та наука про металеві матеріали. Він використовує прес-форми для лиття під тиском заготовок і швидко виготовляє тривимірні складні форми високої щільності, високої точності шляхом спікання. Конструктивні частини. Спочатку твердий порошок і органічна сполучна речовина рівномірно замішуються, а після гранулювання вони вводяться в порожнину форми за допомогою машини для лиття під тиском у нагрітому та пластифікованому стані (~150°C) для затвердіння, а потім заготовка утворюється шляхом хімічного або термічного розкладання. Сполучна речовина в продукті видаляється, і, нарешті, кінцевий продукт виходить шляхом спікання та ущільнення.
Ця технологічна технологія не тільки має переваги звичайних процесів порошкової металургії, такі як менша кількість кроків, відсутність або менше різання та високі економічні переваги, але також усуває недоліки традиційних продуктів порошкової металургії, такі як нерівномірні матеріали, низькі механічні властивості та труднощі у формуванні тонких стінок і складних структур. Він особливо підходить для масового виробництва невеликих, складних і спеціальних металевих деталей. Він має характеристики високої точності, однорідної структури, чудової продуктивності та низької вартості виробництва.
Потік процесу
Потік процесу: сполучний → змішування → лиття під тиском → знежирення → спікання → пост-обробка.
Мінеральна пудра
Розмір частинок металевого порошку, який використовується в процесі MIM, зазвичай становить 0,5 ~ 20 мкм; теоретично, чим дрібніші частинки, тим більша питома поверхня, що полегшує формування та спікання. У традиційному процесі порошкової металургії використовуються більш грубі порошки розміром понад 40 мкм.
Органічний клей
Функція органічного адгезиву полягає в тому, щоб з’єднати частинки металевого порошку, щоб суміш мала реологічні властивості та змащувальну здатність при нагріванні в циліндрі ін’єкційної машини, тобто він є носієм, який змушує порошок текти. Тому сполучна речовина вибирається як носій для всього порошку. Таким чином, вибір липкої тяги є ключем до всього лиття порошку під тиском.
Вимоги до органічних клеїв:
1. Використання меншої кількості клею може забезпечити кращу реологію суміші;
2. Відсутність реакції, відсутність хімічної реакції з металевим порошком під час процесу видалення клею;
3. Легко видалити, в продукті не залишається нагару.
Змішування
Металевий порошок і органічна сполучна речовина рівномірно змішуються разом, щоб перетворити різні сировинні матеріали в суміш для лиття під тиском. Однорідність суміші безпосередньо впливає на її плинність, що впливає на параметри процесу лиття під тиском, а також на щільність та інші властивості кінцевого матеріалу. Цей етап процесу лиття під тиском узгоджується в принципі з процесом лиття пластмас під тиском, і його умови обладнання також в основному однакові. Під час процесу лиття під тиском змішаний матеріал нагрівається в стовбурі машини для лиття під тиском до пластикового матеріалу з реологічними властивостями та впорскується у форму під відповідним тиском уприскування для формування заготовки. Формована під тиском заготовка має бути мікроскопічно однорідною, щоб виріб рівномірно стискався під час процесу спікання.
Видобуток
Органічну сполучну речовину, що міститься у формованій заготовці, необхідно видалити перед спіканням. Цей процес називається екстракцією. Процес екстракції повинен забезпечити поступове виведення клею з різних частин заготовки вздовж крихітних каналів між частинками без зниження міцності заготовки. Швидкість видалення в'яжучого зазвичай відповідає рівнянню дифузії. Спікання дозволяє усадити і ущільнити пористу знежирену заготовку в вироби з певною структурою і властивостями. Хоча продуктивність виробів залежить від багатьох факторів процесу перед спіканням, у багатьох випадках процес спікання має великий або навіть вирішальний вплив на металографічну структуру та властивості кінцевого продукту.
Постобробка
Для деталей з більш точними вимогами до розміру необхідна додаткова обробка. Цей процес такий самий, як процес термічної обробки звичайних металевих виробів.
Переваги процесу
MIM використовує характеристики технології порошкової металургії для спікання механічних деталей з високою щільністю, хорошими механічними властивостями та якістю поверхні; водночас він використовує характеристики лиття пластику під тиском для ефективного виробництва деталей складної форми у великих кількостях.
1. Можуть бути сформовані структурні частини з дуже складними структурами.
Традиційна обробка металу, як правило, передбачає обробку металевих пластин у вироби за допомогою токарної обробки, фрезерування, стругання, шліфування, свердління, розточування тощо. Через проблеми з технічними витратами та витратами часу таким виробам важко мати складну структуру. MIM використовує машину для вприскування заготовки продукту, щоб гарантувати, що матеріал повністю заповнює порожнину форми, забезпечуючи таким чином реалізацію надзвичайно складної структури деталі.
2. Продукт має рівномірну мікроструктуру, високу щільність і хорошу продуктивність.
За нормальних умов щільність пресованих продуктів може досягати максимум 85% від теоретичної щільності; щільність продукції, отриманої за технологією МІМ, може досягати більше 96%.
3. Висока ефективність, легке досягнення масового та великомасштабного виробництва.
Металева форма, яка використовується в технології MIM, має термін служби, еквівалентний терміну служби інженерних форм для лиття під тиском пластику. Завдяки використанню металевих форм МІМ підходить для масового виробництва деталей.
4. Широкий діапазон застосовних матеріалів і широкі сфери застосування.
У MIM можна використовувати майже більшість металевих матеріалів, а з огляду на економічність основні матеріали для застосування включають метали на основі заліза, нікелю, низьколеговані, мідні, швидкорізальну сталь, нержавіючу сталь, сплав грамвентильного клапана, цементований карбід і метали на основі титану.
5. Значна економія сировини
Як правило, рівень використання металу в металообробці та формуванні відносно низький. MIM може значно підвищити рівень використання сировини, що теоретично становить 100% використання.
6. У процесі MIM використовується тонкий порошок мікронного рівня.
Це може не тільки прискорити усадку під час спікання, допомогти покращити механічні властивості матеріалів, подовжити термін служби матеріалів у втомі, але також покращити стійкість до корозії під напругою та магнітні властивості.
Області застосування
Її продукція широко використовується в таких галузях промисловості, як електронна інформаційна інженерія, біомедичне обладнання, офісне обладнання, автомобілі, машини, обладнання, спортивне обладнання, годинникова промисловість, зброя та аерокосмічна промисловість.
1. Комп'ютери та їх допоміжні засоби: такі як деталі принтера, магнітопроводи, штифти та приводні частини;
2. Інструменти: такі як свердла, фрези, насадки, пістолетні дрилі, спіральні фрези, пуансони, головки, гайкові ключі, електроінструменти, ручні інструменти тощо;
3. Побутова техніка: такі як корпуси для годинників, ланцюжки для годинників, електричні зубні щітки, ножиці, віяла, головки для гольфу, ланки для ювелірних виробів, затискачі для кулькових ручок, головки для ріжучих інструментів та інші частини;
4. Частини для медичного обладнання: такі як ортодонтичні каркаси, ножиці та пінцети;
5. Військові частини: хвости ракет, частини гармати, боєголовки, порохові кришки та деталі детонатора;
6. Електричні частини: електронне пакування, мікромотори, електронні частини, сенсорні пристрої;
7. Механічні частини: такі як машини для розпушування бавовни, текстильні машини, машини для завивки, офісне обладнання тощо;
8. Автомобільні та морські частини: наприклад внутрішнє кільце зчеплення, втулка вилки, втулка розподільника, напрямна клапана, втулка синхронізації, деталі подушки безпеки тощо.
