Введение: Металл литьё под давлениемТакже известный как MIM, является передовым процессом производства металла. Это дешевый способ изготовления металлических деталей, которые обладают высокой плотностью, разнообразными формами и отлично работают. MIM - это новый способ изготовления металлических деталей, который сочетает в себе гибкость литья под давлением и прочность спекания порошкового металла.

MIM нравится людям, потому что с его помощью можно создавать прочные, дешевые и разнообразные по форме металлические детали. MIM используется во многих отраслях, таких как электроника, медицина, промышленность и автомобили. В этой статье мы расскажем вам, как работает MIM, для чего он хорош и для чего не годится..

Что такое процесс литья металлов под давлением?

Процесс литья металлов под давлением (MIM) - это процесс изготовления высокоточных сложных металлических деталей. В нем сочетаются металлический порошок, литье под давлением и спекание, что позволяет получать детали MIM с жесткими допусками и отличной отделкой поверхности.

Используя металлические порошки разных размеров и форм, добавляя различные добавки, можно получить детали MIM с различными химическими и физическими свойствами. Состав связующего в каждой частице порошка определяет конечную твердость детали.

В чем заключается принцип процесса литья металлов под давлением?

Процесс литья под давлением делится на две стадии: литье под давлением и спекание.

Литье под давлением

На этапе литья под давлением металлический материал нагревается до жидкого состояния, а затем впрыскивается в форму через шприц. Температура пресс-формы низкая, поэтому металлический материал быстро охлаждается и застывает в пресс-форме, образуя металлическую заготовку определенной формы и размера.

процесс спекания

На этапе спекания металлическая заготовка отправляется в печь для спекания, где проходит высокотемпературную обработку. При высоких температурах частицы в металлической заготовке лучше скрепляются между собой, делая ее более плотной и прочной. Спеченные металлические детали обладают хорошими механическими свойствами и жаропрочностью.

Каковы преимущества литья металлов под давлением?

По сравнению с традиционной технологией производства металла, металл литьё под давлением (MIM) имеет множество преимуществ. После 30 лет непрерывного развития технологии MIM компания BRM может использовать эту технологию для производства деталей MIM большого объема, из нескольких сплавов, разных размеров и сложной структуры. Ниже мы приводим краткое описание преимуществ MIM:

Можно формовать детали с очень сложной структурой

Технология литья под давлением использует термопластавтомат для впрыска заготовок изделий, чтобы материал полностью заполнил полость формы, что также обеспечивает реализацию очень сложных структур деталей. В прошлом, при традиционной технологии обработки, сначала изготавливались отдельные компоненты, а затем они объединялись в детали.

При использовании технологии MM они могут быть интегрированы в единую деталь, что значительно сокращает количество этапов и упрощает процедуру обработки.

По сравнению с другими методами обработки металла, MIM отличается высокой точностью размеров изделий, при этом не требуется вторичная обработка или требуется лишь небольшое количество финишной обработки. Процесс литья под давлением позволяет напрямую формировать тонкие стенки и сложные структурные детали. Форма изделия близка к требованиям, предъявляемым к конечному продукту.

Допуск на размеры детали обычно поддерживается на уровне ±0,1 ±0,3, что особенно важно для снижения затрат на обработку труднообрабатываемого цементированного карбида и уменьшения потерь при обработке драгоценных металлов.

Нет ограничений на дизайн формы, что подходит практически для всех изделий. Допуски, которые не могут быть достигнуты при MIM-формовании, могут быть достигнуты с помощью обработки поверхности.

Микроструктура продукта однородна, плотность высока, а характеристики хороши

При прессовании стенки формы и порошок трутся друг о друга, и давление оказывается неравномерным. Это делает микроструктуру прессованного волоса неравномерной. При спекании прессованные детали порошковой металлургии сжимаются неравномерно.

Чтобы уменьшить этот эффект, необходимо снизить температуру спекания. Но тогда вы получите большие отверстия, низкую плотность и плотность материала, что сделает изделие непрочным.

На самом деле литье под давлением - это процесс жидкостного формования. Присутствие связующих обеспечивает равномерное распределение порошка, устраняя неравномерную микроструктуру волоса, и тогда плотность спеченного изделия может достичь теоретической плотности его материала.

В обычных условиях плотность прессованного продукта может достигать только 85% от теоретической плотности. Высокая плотность продукта позволяет повысить прочность, усилить вязкость, улучшить пластичность, электропроводность и теплопроводность, а также магнитные свойства.

Высокая эффективность, легкость в достижении крупномасштабного и крупносерийного производства

Срок службы металлических пресс-форм, используемых в технологии MIM, аналогичен сроку службы пресс-форм для литья пластмасс под давлением. Поскольку используются металлические формы, MIM подходит для массового производства деталей.

Поскольку заготовки изделий формируются на термопластавтоматах, эффективность производства значительно повышается, стоимость производства снижается, а постоянство и стабильность качества и повторяемость литьевых изделий хорошие, что дает гарантию для крупномасштабного и масштабного промышленного производства.

MIM - это процесс с большей гибкостью, и вы можете производить от тысяч до миллионов деталей в год очень экономично. Как и литье и литье под давлением, MIM требует от заказчика инвестиций в пресс-формы и затраты на оснастку, поэтому для небольших партий деталей это обычно влияет на смету.

Широкий спектр применяемых материалов и широкие области применения

Существует множество материалов, которые можно использовать для литьё под давлением. В принципе, любой порошковый материал, который может быть залит при высокой температуре, может быть изготовлен в виде деталей с помощью MIM-процесса, включая труднообрабатываемые материалы и материалы с высокой температурой плавления в традиционных производственных процессах.

Кроме того, MIM может проводить исследования формулы материала в соответствии с требованиями пользователя, создавать любые комбинации сплавов материалов и изготавливать детали из композитных материалов. MIM может обрабатывать множество материалов, включая низколегированную сталь, нержавеющую сталь, инструментальную сталь, сплав на основе никеля, вольфрамовый сплав, цементированный карбид, титановый сплав, магнитный материал, сплав KoVr, тонкую керамику и т.д.

Хотя цветные сплавы алюминия и меди технически осуществимы, они обычно обрабатываются другими, более экономичными методами, такими как литье под давлением или механическая обработка.

В процессе MIM используется тонкий порошок микронного класса

В MIM используется мелкодисперсный порошок с диаметром частиц 2-15μ, в то время как в традиционной порошковой металлургии используется порошок с размером частиц 50-100μ. Малый размер частиц позволяет ускорить усадку при спекании, улучшить механические свойства, увеличить усталостную прочность, повысить устойчивость к коррозии под напряжением и магнитные свойства.

Мелкие частицы не только увеличивают стоимость (примерно в 1-10 раз дороже традиционного порошка PM), но и легко агломерируются, затрудняют равномерное смешивание, а скорость обезжиривания относительно низкая, что снижает эффективность производства в процессе MIM.

По сравнению с традиционной порошковой металлургией, в MIM добавляется около 30-55% (объемная доля) органического связующего, чтобы обеспечить плавное заполнение системы порошковых связующих в пресс-форме во время впрыска.

Поэтому, чтобы получить плотный конечный продукт, необходимо использовать мелкий порошок, обладающий большой силой спекания. Еще один плюс использования мелкого порошка - это то, что поверхность спеченной детали выглядит хорошо. Чтобы детали MIM хорошо спекались и обладали хорошими свойствами, необходимо использовать как можно более чистый порошок, содержащий как можно меньше кислорода.

Сложные детали обычно изготавливают, разбивая их на отдельные части, а затем собирая вместе. MIM дешевле, потому что вы изготавливаете всю деталь сразу и вам не нужно делать столько шагов.

Кроме того, при традиционной штамповке металла чем сложнее деталь, тем больше она стоит. При MIM стоимость одинаковая, независимо от сложности детали, потому что вы просто делаете форму более сложной. Чем сложнее деталь, тем дешевле MIM и тем больше вы экономите.

Каковы недостатки литья металлов под давлением?

Высокая стоимость производства

По сравнению с порошковой металлургией, стоимость материалов для технологии литья под давлением с использованием металлического порошка (MIM) выше, а требования к сырью более строгие. Это означает, что диаметр металлического порошка должен быть как можно меньше. Для достижения лучших характеристик процесс литья металлического порошка под давлением (MIM) требует добавления связующего вещества, а не порошковой металлургии.

По сравнению с традиционным литьем пластмасс под давлением, оно требует большего количества этапов обработки, таких как удаление связующего и спекание, что может увеличить время и стоимость производства.

Сложность контроля качества порошка

Технология литья металлического порошка под давлением должна обеспечивать множество параметров, таких как размер, распределение и форма порошка, чтобы гарантировать точность и прочность готового изделия. Однако, поскольку на производство и обработку порошков легко влияют многочисленные факторы, такие как окружающая среда и оборудование, контроль качества порошков затруднен.

Неудовлетворительное качество поверхности

Технология литья под давлением металлических порошков имеет проблемы с качеством, связанные с организацией и поверхностью. Металлические порошки часто имеют такие проблемы, как неравномерная плотность, поры и дефекты в процессе литья под давлением. Эти проблемы не только влияют на рабочие характеристики готового изделия, но и приводят к неудовлетворительному качеству поверхности, легкой ржавчине и повреждениям.

Высокие требования к оборудованию и материалам

Технология литья под давлением из металлических порошков (MIM) требует специальных инжекционных машин и оборудования для спекания, которые дороги и сложны в обслуживании. Между тем, производство, хранение и обработка металлических порошков также требуют строгой среды и условий, что не очень хорошо для производства и управления предприятием.

Детали MIM обычно имеют небольшой размер

Поскольку печь для технологии литья под давлением с использованием металлического порошка имеет небольшую рабочую площадь, производимые детали MIM обычно невелики.

Эта технология подходит для производства металлических порошков. литьё под давлением Технология ограничена 10-15 мм, например, прецизионные детали нечетной формы, сложные детали, микрошестерни из порошковой металлургии и шестерни с малым модулем упругости. Это также является одной из причин, почему развитие технологии MIM сильно ограничено.

Факторы производства

Производитель порошковой металлургии Xintaixing считает, что, поскольку пресс-формы стоят дорого, технология литья металла под давлением с использованием порошка лучше подходит для крупномасштабного производства. Поэтому для некоторых небольших металлических деталей сложной формы, но без высоких требований, обработка с ЧПУ может быть дешевле и доступнее.

Каковы области применения технологии литья металлов под давлением?

Автомобильная промышленность: Технология литья металлов под давлением широко используется в автомобильной промышленности для изготовления деталей двигателя, шестерен, распределительных валов и прочего.

Электронная промышленность:В электронной промышленности мы используем технологию литья металлов под давлением для изготовления металлических корпусов и деталей для таких изделий, как мобильные телефоны, компьютеры и телевизоры.

Медицинские изделия:Технология литья металла под давлением также широко используется в медицинском литье металла под давлением, например, при производстве хирургических инструментов, зубных имплантатов и т.д.

Другие отрасли:Технология литья металлов под давлением (MIM) также используется в аэрокосмической, энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Заключение

В двух словах, литье под давлением с использованием металлического порошка (MIM) - это модный способ изготовления металлических деталей. Он используется во многих отраслях промышленности, поскольку позволяет эффективно производить металлические детали высокой плотности и сложной геометрии. Это похоже на обычный пластик литьё под давлением, но для металла.

Вы можете делать детали, которые действительно прочны и имеют большое количество деталей. Но MIM не идеален. Она дорогая, трудно контролировать качество порошка, и для ее изготовления нужны специальные машины. Все это не позволяет использовать MIM для больших серий или для деталей, которые должны быть дешевыми.

Итак, MIM подходит для некоторых вещей, но не для всего. Если вы хотите делать детали, вам нужно подумать о том, что вы хотите сделать и сколько это стоит.