Công nghệ ép phun bột kim loại (MIM) là công nghệ đúc gần dạng lưới luyện kim bột mới được hình thành bằng cách đưa công nghệ ép phun nhựa hiện đại vào lĩnh vực luyện kim bột.
Giới thiệu kỹ thuật
Công nghệ ép phun bột kim loại kết hợp các công nghệ đa ngành như công nghệ đúc nhựa, hóa học polymer, công nghệ luyện kim bột và khoa học vật liệu kim loại. Nó sử dụng khuôn để ép phôi khuôn và nhanh chóng tạo ra các hình dạng phức tạp ba chiều có mật độ cao, độ chính xác cao thông qua quá trình thiêu kết. Các bộ phận kết cấu. Đầu tiên, bột rắn và chất kết dính hữu cơ được nhào trộn đồng đều, và sau khi tạo hạt, chúng được bơm vào khoang khuôn bằng máy ép phun ở trạng thái nóng và dẻo (~ 150°C) để hóa rắn, sau đó parison được hình thành bằng cách phân hủy hóa học hoặc nhiệt. Chất kết dính trong sản phẩm được loại bỏ và cuối cùng sản phẩm cuối cùng thu được bằng cách thiêu kết và cô đặc.
Công nghệ xử lý này không chỉ có ưu điểm của quy trình luyện kim bột thông thường như ít bước, không cắt hoặc ít cắt, mang lại lợi ích kinh tế cao mà còn khắc phục những khuyết điểm của sản phẩm luyện kim bột truyền thống như vật liệu không đồng đều, tính chất cơ học thấp, khó tạo thành thành mỏng và kết cấu phức tạp. Nó đặc biệt thích hợp để sản xuất hàng loạt các bộ phận kim loại nhỏ, phức tạp và có yêu cầu đặc biệt. Nó có đặc điểm là độ chính xác cao, cấu trúc đồng đều, hiệu suất tuyệt vời và chi phí sản xuất thấp.
Luồng quy trình
Quy trình xử lý: chất kết dính → trộn → ép phun → tẩy dầu mỡ → thiêu kết → xử lý sau.
Bột khoáng
Kích thước hạt của bột kim loại được sử dụng trong quy trình MIM thường là 0,5 ~ 20μm; về mặt lý thuyết, các hạt càng mịn thì diện tích bề mặt riêng càng lớn, giúp tạo hình và thiêu kết dễ dàng hơn. Quá trình luyện kim bột truyền thống sử dụng bột thô lớn hơn 40μm.
Chất kết dính hữu cơ
Chức năng của chất kết dính hữu cơ là liên kết các hạt bột kim loại để hỗn hợp có tính lưu biến và bôi trơn khi được nung nóng trong thùng máy phun, tức là nó là chất mang đẩy bột chảy ra. Vì vậy chất kết dính được chọn làm chất mang cho toàn bộ bột. Vì vậy, việc lựa chọn lực kéo dính là chìa khóa cho toàn bộ quá trình ép phun bột.
Yêu cầu đối với chất kết dính hữu cơ:
1. Việc sử dụng ít chất kết dính hơn có thể tạo ra tính lưu biến tốt hơn của hỗn hợp;
2.Không có phản ứng, không có phản ứng hóa học với bột kim loại trong quá trình loại bỏ chất kết dính;
3. Dễ dàng tháo ra, không còn cặn carbon trong sản phẩm.
Trộn
Bột kim loại và chất kết dính hữu cơ được trộn đều với nhau để tạo thành các nguyên liệu thô khác nhau thành hỗn hợp ép phun. Tính đồng nhất của hỗn hợp ảnh hưởng trực tiếp đến tính lưu động của nó, do đó ảnh hưởng đến các thông số của quá trình ép phun, cũng như mật độ và các tính chất khác của vật liệu cuối cùng. Bước này của quy trình ép phun về nguyên tắc phù hợp với quy trình ép phun nhựa và các điều kiện thiết bị của nó về cơ bản cũng giống nhau. Trong quá trình ép phun, vật liệu hỗn hợp được nung nóng trong thùng máy phun thành vật liệu nhựa có đặc tính lưu biến và được bơm vào khuôn dưới áp suất phun thích hợp để tạo thành phôi. Phôi đúc phun phải có độ đồng đều về mặt hiển vi để sản phẩm co lại đồng đều trong quá trình thiêu kết.
Khai thác
Chất kết dính hữu cơ có trong phôi đúc phải được loại bỏ trước khi thiêu kết. Quá trình này được gọi là khai thác. Quá trình chiết phải đảm bảo rằng chất kết dính được thải ra dần dần từ các phần khác nhau của phôi dọc theo các kênh nhỏ giữa các hạt mà không làm giảm độ bền của phôi. Tốc độ loại bỏ chất kết dính thường tuân theo phương trình khuếch tán. Quá trình thiêu kết có thể thu nhỏ và làm đặc các phôi đã tẩy dầu mỡ xốp thành các sản phẩm có cấu trúc và tính chất nhất định. Mặc dù hiệu suất của sản phẩm có liên quan đến nhiều yếu tố quy trình trước khi thiêu kết, nhưng trong nhiều trường hợp, quy trình thiêu kết có tác động lớn hoặc thậm chí mang tính quyết định đến cấu trúc và tính chất kim loại của sản phẩm cuối cùng.
Xử lý hậu kỳ
Đối với các bộ phận có yêu cầu kích thước chính xác hơn, cần phải xử lý hậu kỳ. Quá trình này giống như quá trình xử lý nhiệt của các sản phẩm kim loại thông thường.
Ưu điểm của quy trình
MIM sử dụng đặc tính của công nghệ luyện kim bột để thiêu kết các chi tiết cơ khí có mật độ cao, tính chất cơ lý và chất lượng bề mặt tốt; đồng thời sử dụng đặc tính của ép phun nhựa để sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp với số lượng lớn và hiệu quả.
1. Có thể hình thành các bộ phận kết cấu có cấu trúc phức tạp cao.
Gia công kim loại truyền thống thường bao gồm việc xử lý các tấm kim loại thành sản phẩm thông qua tiện, phay, bào, mài, khoan, doa, v.v. Do vấn đề chi phí kỹ thuật và chi phí thời gian nên các sản phẩm đó khó có cấu trúc phức tạp. MIM sử dụng máy phun để bơm phôi sản phẩm nhằm đảm bảo vật liệu lấp đầy hoàn toàn khoang khuôn, từ đó đảm bảo hiện thực hóa cấu trúc cực kỳ phức tạp của bộ phận.
2.Sản phẩm có cấu trúc vi mô đồng đều, mật độ cao và hiệu suất tốt.
Trong trường hợp bình thường, mật độ của sản phẩm ép chỉ có thể đạt tối đa 85% mật độ lý thuyết; mật độ sản phẩm thu được bằng công nghệ MIM có thể đạt tới hơn 96%.
3. Hiệu quả cao, dễ dàng đạt được sản xuất hàng loạt và quy mô lớn.
Khuôn kim loại được sử dụng trong công nghệ MIM có tuổi thọ tương đương với khuôn ép phun nhựa kỹ thuật. Do sử dụng khuôn kim loại nên MIM phù hợp cho việc sản xuất hàng loạt các bộ phận.
4. Nhiều loại vật liệu có thể áp dụng và các lĩnh vực ứng dụng rộng rãi.
MIM có thể sử dụng hầu hết các vật liệu kim loại và xét đến tính kinh tế, các vật liệu ứng dụng chính bao gồm sắt, niken, hợp kim thấp, đồng, thép tốc độ cao, thép không gỉ, hợp kim van gram, cacbua xi măng và kim loại gốc titan.
5. Tiết kiệm đáng kể nguyên liệu thô
Nhìn chung, tỷ lệ sử dụng kim loại trong gia công và tạo hình kim loại tương đối thấp. MIM có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô, về mặt lý thuyết là sử dụng 100%.
6. Quá trình MIM sử dụng bột mịn cấp micron.
Nó không chỉ có thể tăng tốc độ co ngót trong quá trình thiêu kết, giúp cải thiện tính chất cơ học của vật liệu, kéo dài tuổi thọ mỏi của vật liệu mà còn cải thiện khả năng chống ăn mòn ứng suất và tính chất từ tính.
Lĩnh vực ứng dụng
Sản phẩm của hãng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như kỹ thuật thông tin điện tử, thiết bị y sinh, thiết bị văn phòng, ô tô, máy móc, phần cứng, thiết bị thể thao, công nghiệp đồng hồ, vũ khí và hàng không vũ trụ.
1. Máy tính và các thiết bị phụ trợ: chẳng hạn như các bộ phận máy in, lõi từ, chốt tấn công và các bộ phận dẫn động;
2.Công cụ: chẳng hạn như mũi khoan, mũi cắt, vòi phun, mũi khoan, dao phay xoắn ốc, đục lỗ, ổ cắm, cờ lê, dụng cụ điện, dụng cụ cầm tay, v.v.;
3.Thiết bị gia dụng: chẳng hạn như vỏ đồng hồ, dây chuyền đồng hồ, bàn chải đánh răng điện, kéo, quạt, đầu gôn, dây nối trang sức, kẹp bút bi, đầu dụng cụ cắt và các bộ phận khác;
4.Phụ kiện máy móc y tế: chẳng hạn như khung chỉnh nha, kéo và nhíp;
5. Bộ phận quân sự: đuôi tên lửa, bộ phận súng, đầu đạn, vỏ thuốc súng và bộ phận ngòi nổ;
6. Bộ phận điện: bao bì điện tử, động cơ siêu nhỏ, linh kiện điện tử, thiết bị cảm biến;
7. Bộ phận cơ khí: như máy nới bông, máy dệt, máy uốn, máy văn phòng, v.v.;
8. Phụ tùng ô tô và hàng hải: chẳng hạn như vòng trong ly hợp, ống bọc phuộc, ống phân phối, dẫn hướng van, trung tâm đồng bộ hóa, bộ phận túi khí, v.v.
