Введение

Литье металлического порошка под давлением сочетает в себе преимущества технологий порошковой металлургии и литья под давлением, преодолевая ограничения традиционного процесса литья металлического порошка в форме изделия. В то же время она использует технологию литья пластмасс под давлением для формирования деталей сложной формы в больших количествах и с высокой эффективностью. По своим характеристикам она стала технологией, близкой к сеточной форме, для современного производства высококачественных прецизионных деталей. Она обладает преимуществами, с которыми не могут сравниться традиционная порошковая металлургия, механическая обработка, точное литье и другие методы обработки.

МИМ, компания процесс литья металлов под давлениемстала быстро развивающейся и перспективной новой технологией околосеточного формования в области порошковой металлургии и известна как одна из "самых популярных технологий формования металлических деталей в мире".

В этой статье мы познакомимся с основными понятиями, технологическим процессом, преимуществами, сравнением с другими процессами, подходящими типами деталей и областями применения MIM-процесса.

II. Что такое литье металлов под давлением?

Литье металлов под давлением, называемое MIM (Metal Injection Molding), - это метод смешивания металлического порошка и связующего вещества для литья под давлением.

Сначала выбранный порошок смешивают со связующим веществом, затем гранулируют смесь и впрыскивают ее в требуемую форму. После обезжиривания и спекания связующее вещество удаляется, чтобы получить желаемое металлическое изделие, или же оно подвергается последующей обработке Последующие формовка, обработка поверхности, термообработка, механическая обработка и другие методы делают изделие более совершенным.

MIM = порошковая металлургия + литье под давлением

MIM - типичный междисциплинарный продукт. Он объединяет две совершенно разные технологии обработки (порошковую металлургию и литье под давлением), позволяя инженерам избавиться от традиционных ограничений и получать недорогие детали специальной формы из нержавеющей стали, никеля, железа, меди, титана и других металлов, обеспечивая большую свободу проектирования, чем многие другие производственные процессы.

III.Подробное объяснение процесса MIM

Процесс MIM в основном делится на четыре стадии, включая грануляцию, впрыск, обезжиривание и спекание. При необходимости можно выполнить вторичную обработку, например, механическую обработку или волочение проволоки, а также гальваническое покрытие.

Грануляция

Мелкие металлические порошки смешиваются с парафиновыми связующими и термопластами в точных пропорциях. Процесс смешивания происходит в специальном смесительном оборудовании, которое нагревается до определенной температуры, чтобы расплавить связующее вещество.

В большинстве случаев для смешивания используется оборудование, которое равномерно покрывает частицы металлического порошка связующим веществом и охлаждает их до образования гранул (так называемых сырьевых материалов), которые можно вводить в полость пресс-формы.

Инъекции

Гранулированное сырье подается в машину для нагрева и впрыскивается в полость формы под высоким давлением, и зеленая часть получается через литьё под давлением. Этот процесс очень похож на литье пластмасс под давлением. Для повышения производительности пресс-формы могут иметь несколько полостей, а размер полости пресс-формы должен быть рассчитан с учетом усадки, возникающей в процессе спекания металлических деталей.

обезжирить

Обезжиривание - это процесс удаления связующего вещества из зеленого зародыша, а после обезжиривания получается коричневая часть. Этот процесс обычно проходит в несколько этапов. Большая часть связующего вещества удаляется перед спеканием, а оставшаяся часть может поддерживать деталь в печи для спекания.

Обезжиривание может быть выполнено различными методами, наиболее распространенным из которых является экстракция растворителем. Обезжиренные детали являются полупроницаемыми, а остатки связующего легко испаряются во время спекания.

спекание

Обезжиренная коричневая заготовка помещается в печь, в которой поддерживается высокая температура и высокое давление. Коричневая заготовка медленно нагревается под защитой газа, чтобы удалить остатки клея. После полного удаления связующего вещества коричневая заготовка нагревается до очень высокой температуры, и зазоры между частицами исчезают в результате их слияния. Коричневая заготовка направленно сжимается до заданного размера и превращается в плотное твердое вещество, в результате чего получается конечный продукт.

IV.Преимущества процесса MIM

MIM сочетает в себе преимущества технологий порошковой металлургии и литья пластмасс под давлением, преодолевая ограничения традиционного процесса литья металлических порошков в форме изделий. В то же время она использует технологию литья пластмасс под давлением для формирования деталей сложной формы в больших количествах и с высокой эффективностью. Эта технология стала технологией, близкой к технологии сетчатой формы, для современного производства высококачественных прецизионных деталей. Она обладает преимуществами, с которыми не могут сравниться традиционная порошковая металлургия, механическая обработка, точное литье и другие методы обработки.

Может формировать очень сложные детали

По сравнению с другими процессы обработки металлов давлениемMIM позволяет формировать детали сложной геометрической формы, такие как штамповка из листового металла, порошковая формовка, ковка и механическая обработка.

Сложные структуры деталей, которые могут быть получены литьем под давлением, как правило, могут быть получены с помощью MIM.

Используя эту особенность, MIM позволяет объединить несколько деталей, которые изначально были сформированы из других металлов, в одну деталь, упрощая дизайн изделия, уменьшая количество деталей и тем самым снижая стоимость сборки изделия.

Детали имеют однородную микроструктуру, высокую плотность и хорошие эксплуатационные характеристики

Литье металла под давлением - это жидкостный процесс формования. Присутствие связующего обеспечивает равномерное распределение порошка, тем самым устраняя неравномерную микроструктуру заготовки, благодаря чему плотность спеченного изделия может достичь теоретической плотности материала.

В целом, литье металла под давлением может достигать от 95% до 99% теоретической плотности. Высокая плотность позволяет повысить прочность, вязкость, пластичность, электро- и теплопроводность деталей MIM, а также улучшить магнитные свойства.

Плотность деталей, спрессованных традиционным порошковым формованием, может достигать только 85% от теоретической плотности. Это происходит в основном из-за трения между стенками пресс-формы и порошком, а также между порошком и порошком, что делает распределение давления прессования неравномерным, что приводит к неравномерной микроструктуре заготовки, что вызывает неравномерную усадку прессованных деталей порошковой металлургии в процессе спекания. Поэтому для уменьшения этого эффекта необходимо снизить температуру спекания, что приведет к большой пористости, плохой плотности материала и низкой плотности. Серьезно влияет на механические свойства деталей.

Высокая эффективность, легкость в достижении массы и крупномасштабное производство

Для литья "зеленых" изделий методом MIM используется инжекционная машина, что значительно повышает эффективность производства и подходит для массового производства. В то же время, изделия, изготовленные методом литья под давлением обладают хорошей согласованностью и повторяемостью, что дает гарантию для массового и крупномасштабного промышленного производства.

Широкий спектр применяемых материалов и широкие области применения

Металлические материалы, пригодные для MIM, очень широки. В принципе, любой порошковый материал, который можно отливать при высоких температурах, может быть изготовлен в виде деталей с помощью процесса MIM, включая материалы, которые трудно обрабатывать, и материалы с высокой температурой плавления в традиционных производственных процессах.

Металлические материалы, которые Литье металла под давлением Обработка может включать низколегированную сталь, нержавеющую сталь, инструментальную сталь, сплав на основе никеля, вольфрамовый сплав, цементированный карбид, титановый сплав, магнитные материалы, сплав Ковара, тонкую керамику и т.д.

Высокая точность деталей

Точность размеров деталей MIM обычно составляет ±0,5% от размера, а уровень точности может достигать более ±0,3%.

При небольших размерах деталей MIM обладает более высокой точностью, чем другие процессы литья под давлением, и, как правило, не требует вторичной обработки или требует лишь небольшого количества финишной обработки, что снижает стоимость вторичной обработки.

Как и в других процессах, чем выше требования к точности размеров, тем выше стоимость. Поэтому, если позволяет качество, рекомендуется умеренное смягчение требований к допускам.

Допуски, которых нельзя достичь за одну формовку MIM, могут быть достигнуты с помощью обработки поверхности.

V. Сравнение: MIM по сравнению с традиционным литьем пластмасс под давлением

выбор материала

Основное различие в мире литья под давлением заключается в используемых материалах. Традиционный литье пластмасс под давлением В основном используются различные полимеры и пластмассы. Напротив, при литье металлов под давлением (MIM) используется смесь мелких металлических порошков и полимерного связующего. Это принципиальное различие в сырье и составе не только диктует технологический процесс, но и влияет на свойства и применение конечного продукта.

Механика и оборудование для формовки:

Несмотря на то, что в обеих методиках используются схожие устройства для формования, рабочие параметры заметно отличаются, что обусловлено различиями в характеристиках материалов. Литье металлов под давлением требует повышенных температур для соединения металлического порошка со связующим веществом и обычно включает в себя более сложные этапы обдирки и спекания после формования.

Свойства кульминационного продукта:

MIM позволяет получать металлические компоненты, по своим характеристикам не уступающие тем, которые изготавливаются с помощью традиционных технологий металлообработки, например, повышенной прочностью и термостойкостью. Это контрастирует с преимущественно пластиковыми результатами традиционного литья под давлением.

Фокус на неоднородности материала и возможности создания сложных форм

Вариативность материалов: MIM предоставляет более широкий выбор материалов, включая различные стали, титан и сплавы, изготовленные на заказ. В отличие от традиционного литья под давлением, которое ограничивается присущими пластмассам характеристиками, их можно настраивать в соответствии с конкретными требованиями к прочности, долговечности и другим механическим свойствам.

Изысканность форм:

MIM позволяет изготавливать детали со сложной геометрией и изысканными деталями, что зачастую недостижимо при традиционном литье пластмасс. Мизерный металлический порошок, используемый в MIM, обеспечивает повышенную детализацию и строгие допуски, что делает его пригодным для изготовления миниатюрных сложных компонентов в таких отраслях, как аэрокосмическая, медицинская и электронная промышленность.

Толщина стенок и внутренние конфигурации:

MIM позволяет изготавливать детали с тонкими стенками и сложными внутренними конфигурациями без ущерба для прочности, что является сложной задачей для пластиковых материалов из-за их различных механических свойств.

Отделка поверхности и последующая обработка:

Компоненты, изготовленные по технологии MIM, как правило, имеют более высокое качество поверхности по сравнению с компонентами, полученными традиционным литьем пластмасс. Они могут подвергаться различным усовершенствованиям, таким как полировка, нанесение покрытия или термическая обработка, чтобы улучшить их функциональные свойства или визуальную привлекательность.

В итоге, хотя Литье металлов под давлением и традиционное литье пластмасс под давлением имеют общие технологические параллели, однако их различия в использовании материалов, характеристиках изделий и сложности форм весьма существенны. Эти различия делают MIM более подходящим для сценариев, требующих прочности и точности металлических компонентов в сочетании с универсальностью дизайна, характерной для деталей машин для литья пластмасс под давлением.

Заключение

В статье мы разбираем нюансы литья металлов под давлением (MIM) - процесса, который выделяется в мире производства. По сравнению с обычным литьем пластмасс под давлением, при MIM появляется значительное разнообразие материалов, позволяющее изготавливать более сложные конструкции. Способность MIM производить металлические детали под давлением со сложным дизайном, исключительной точностью и сильными механическими свойствами закрепила его уникальное положение в производстве, особенно в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, здравоохранение, автомобильные компоненты и бытовая электроника.

В целом литье металла под давлением представляет собой значительное достижение в технологии производства, сочетая в себе лучшие аспекты методов производства металла и пластмассы. Его постоянное развитие и адаптация будут играть ключевую роль в будущем производства, стимулируя инновации и прогресс во многих отраслях.