Инъекция металлического порошка – технология формовки в 21 веке

 

Дата выпуска：[2024/1/30]
 

Металлопорошковое инъекционное формование (MIM) - это новый тип порошковой металлургии, который вводит современную технологию инъекционного формования пластмасс в порошковую металлургию. Основные процессы заключаются в следующем: во - первых, твердый порошок равномерно смешивается с органическим клеем, гранулируется, а затем инъекционная машина в условиях нагрева и пластификации (~ 150°C) впрыскивается внутриполостное отверждение. Затем связующее вещество из формованной заготовки удаляется химическим или термическим методом разложения, а конечный продукт получается путем спекания и уплотнения. По сравнению с традиционным процессом, он имеет характеристики высокой точности, однородной организации, отличной производительности, низкой стоимости производства. Его продукция широко используется в электронной информационной инженерии, биомедицинском оборудовании, офисном оборудовании, автомобилях, машинах, металлах, спортивном оборудовании, часовой промышленности, вооружениях, аэрокосмической промышленности и других промышленных областях. Поэтому в мире широко распространено мнение, что развитие этой технологии приведет к революции в технологии формования и обработки компонентов, известной как ? самая популярная технология формования компонентов сегодня ? и ? технология формования в XXI веке?.
Калифорнийская компания Parmatech изобрела эту технологию в 1973 году. В начале 1980 - х годов многие европейские страны и Япония также вложили значительные усилия в изучение этой технологии и ее быстрое распространение. В частности, в середине 1980 - х годов эта технология быстро развивалась с момента индустриализации и ежегодно росла с угрожающей скоростью. На сегодняшний день более 100 компаний из более чем 10 стран и регионов, включая США, Западную Европу и Японию, занимаются разработкой, разработкой и продажей продуктов этой технологии. Япония очень конкурентоспособна, выдающаяся производительность, многие крупные компании участвуют в продвижении отрасли MIM, в том числе Pacific Metal, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko Epson, Datongte Steel и так далее. В настоящее время в Японии насчитывается более 40 компаний, специализирующихся на индустрии MIM, а общий объем продаж промышленной продукции MIM обогнал Европу и догнал США. На сегодняшний день более 100 компаний по всему миру занимаются разработкой, исследованиями и продажей продукции, что делает технологию MIM самой активной передовой технологией в новом производстве. Технология MIM, как новаторская технология мировой металлургической промышленности, представляет собой основное направление развития порошковой металлургии.
Технология инъекционного формования металлического порошка - это многодисциплинарный продукт, объединяющий технологию формования пластмасс, химию полимеров, технологию порошковой металлургии, науку о металлических материалах и т. Д. Используя форму для инъекции формованных заготовок и быстро создавая конструкции высокой плотности, высокой точности и трехмерной сложной формы путем спекания, идеи проектирования могут быть быстро и точно конкретизированы в продукты с определенными структурными и функциональными характеристиками, детали могут быть изготовлены непосредственно в больших количествах, Это новая трансформация в технологической отрасли производства. Эта технология не только имеет преимущества обычного порошкового металлургического процесса с меньшим количеством, без резания или меньшего резания, высокая экономическая эффективность, но и преодолевает недостатки традиционных порошковых металлургических продуктов с неравномерными материалами, низкими механическими свойствами, трудно сформировать тонкостенную сложную структуру. Он особенно подходит для массового производства небольших, сложных и специальных металлических деталей. Технологический процесс: связующее вещество →  Смешанные →  Формирование путем инъекций →  Обезжиривание →  Спекание →  Последующая обработка.
Порошок металлический
Размер частиц металлических порошков, используемых в процессе МИМ, обычно составляет от 0,5 до 20 мкм; Теоретически, чем тоньше частицы, тем больше площадь поверхности, легче формовать и спекать. Однако в традиционном порошковом металлургическом процессе используется материал более 40 мкм грубого порошка.
Органический клей
Функция органического связующего вещества заключается в склеивании частиц металлического порошка, так что смесь является реологичной и смазывающей при нагревании в барабане инъекции, который является носителем, приводящим поток порошка. Таким образом, выбор клея является носителем всего порошка. Поэтому выбор натяжения клея является ключом ко всему процессу формирования порошка путем инъекций. Требования к органическим клеям:
Использование меньшего количества клея может улучшить свойства потока смеси;
2. Отсутствие реакции при удалении связующего вещества, отсутствие химической реакции с металлическим порошком;
3.Легко удаляется, в продукте нет остаточного углерода.
Смешанные материалы
Металлический порошок и органический клей смешиваются равномерно, чтобы сделать литые смеси из различных сырьевых материалов. однородность смеси напрямую влияет на ее текучесть, что влияет на технологические параметры литья путем инъекций, а также на плотность и другие свойства конечного материала. Процесс литья и литья пластмасс на этом этапе в принципе соответствует процессу литья пластмасс, условия оборудования в основном одинаковы. Во время инъекционного формования смесь нагревается в цилиндре инъекционной машины в пластмассовый материал с реологическими свойствами и вводится в форму под соответствующим давлением инъекции для формирования заготовки. Микроскопическая структура литых заготовок должна быть равномерно последовательной, чтобы продукт равномерно сжимался во время спекания.
Извлечение
Органический клей, содержащийся в формованной заготовке, должен быть удален до спекания, и этот процесс называется извлечением. Процесс извлечения должен обеспечить постепенное вытеснение клея из различных частей заготовки по небольшим каналам между частицами без снижения прочности заготовки. Скорость удаления клея обычно соответствует уравнению диффузии. Спекание и спекание могут сокращать пористые обезжиренные заготовки и уплотнять их в продукты с определенной структурой и характеристиками. Хотя производительность продукта связана со многими технологическими факторами до спекания, во многих случаях процесс спекания оказывает значительное или даже решающее влияние на микроструктуру и производительность конечного продукта. Для деталей с точными размерами требуется необходимая переработка. Этот процесс идентичен процессу термической обработки традиционных металлических изделий.
Особенности технологии MIM и ее сравнение с другими технологиями обработки
Размер частиц исходного порошка, используемого в МИМ, составляет 2 - 15 мкм. Однако большинство частиц традиционного порошкового металлургического порошка составляет от 50 до 100 мкм. Благодаря использованию тонкого порошка плотность готовой продукции в процессе МИМ выше. Технология MIM имеет преимущества традиционной порошковой металлургии, но традиционная порошковая металлургия не может обеспечить высокую степень свободы формы. Традиционная порошковая металлургия ограничена прочностью формы и плотностью наполнения, и ее форма в основном двумерная цилиндрическая.
Традиционный процесс сушки прецизионных отливок является очень эффективной технологией производства сложных форм - продуктов. В последние годы керамическая помощь сердечника использовалась для изготовления изделий с узкими и глубокими отверстиями. Однако из - за прочности керамических сердечников и ограничений текучести литейных жидкостей процесс по - прежнему сталкивается с определенными техническими трудностями. В целом, этот процесс лучше подходит для изготовления крупных и средних деталей, в то время как процесс MIM лучше подходит для небольших и сложных форм деталей. Сравнение технологии изготовления проекта с традиционной порошковой металлургической технологией MIM грануляция порошка (мкм) 2 - 1550 - 100 относительная плотность (%) 95 - 9880 - 85 вес изделия (g) менее 400 г 10 100 форм изделия трехмерная сложная форма двумерная простая форма механические свойства преимущества и недостатки, Процесс MIM по сравнению с традиционными методами порошковой металлургии используется в алюминие, цинковых сплавах и других материалах с низкой температурой плавления и хорошей текучестью литейного раствора. Изза ограничений, связанных с материалом, продукция процесса имеет ограничения по прочности, износостойкости и коррозионной стойкости.