Prozesseigenschaften und Anwendung der Metallpulver-Spritzgusstechnologie

1. Prozesseigenschaften der Metallpulver-Spritzgusstechnologie

Die Metallpulver-Spritzgusstechnologie ist das Produkt der Integration und Schnittstelle von Kunststoffformtechnologie, Polymerchemie, Pulvermetallurgietechnologie und Metallmaterialwissenschaft. Es verwendet Formen, um Formrohlinge zu spritzen und durch Sintern schnell hochdichte und hochpr?zise Produkte herzustellen. , dreidimensionale, komplex geformte Strukturteile, die Designideen schnell und pr?zise in Produkte mit bestimmten strukturellen und funktionalen Eigenschaften umsetzen und Teile direkt in Massenproduktion herstellen k?nnen, was eine neue Ver?nderung in der Fertigungstechnologiebranche darstellt. Diese Prozesstechnologie bietet nicht nur die Vorteile herk?mmlicher Pulvermetallurgieprozesse wie weniger Schritte, kein oder weniger Schneiden und hohe wirtschaftliche Vorteile, sondern überwindet auch die Nachteile traditioneller Pulvermetallurgieprodukte wie ungleichm??ige Materialien, schlechte mechanische Eigenschaften und Schwierigkeiten bei der Herstellung Es entstehen dünne W?nde und komplexe Strukturen. Es eignet sich besonders für die Massenproduktion kleiner, komplexer und spezieller Metallteile.

2. Prozessablauf der Metallpulver-Spritzgusstechnologie

Bindemittel → Mischen → Spritzgie?en → Entfetten → Sintern → Nachbearbeitung.

1. Pulvermetallpulver

Die Partikelgr??e des im MIM-Verfahren verwendeten Metallpulvers betr?gt im Allgemeinen >0,5 bis 20 μm. Theoretisch gilt: Je feiner die Pulverpartikel sind, desto gr??er ist die spezifische Oberfl?che, was das Formen und Sintern erleichtert. Beim traditionellen Pulvermetallurgieverfahren werden gr?bere Pulver verwendet, die gr??er als >40 μm sind. >

2. Organischer Klebstoff

Die Funktion des organischen Klebstoffs besteht darin, die Metallpulverpartikel so zu verbinden, dass die Mischung beim Erhitzen im Zylinder der Spritzgie?maschine Rheologie und Schmierf?higkeit aufweist, d. h. er ist ein Tr?ger, der das Pulver zum Flie?en bringt. Daher ist die Wahl des Bindemittels der Tr?ger des gesamten Pulvers. Daher ist die Auswahl des klebrigen Zugs der Schlüssel zum gesamten Pulverspritzgie?en. Anforderungen an organische Klebstoffe:

1) Die Dosierung ist gering und die Mischung kann eine bessere Rheologie mit weniger Klebstoff erzeugen.

2) Keine Reaktion, keine chemische Reaktion mit Metallpulver w?hrend des Entfernungsprozesses des Klebstoffs;

3) Leicht zu entfernen, es verbleibt kein Kohlenstoff im Produkt.

3. Mischen

Mischen Sie Metallpulver und organisches Bindemittel gleichm??ig, um verschiedene Rohstoffe zu einer Spritzgussmischung zu verarbeiten. Die Gleichm??igkeit der Mischung wirkt sich direkt auf ihre Flie?f?higkeit aus und beeinflusst somit die Parameter des Spritzgussprozesses sowie die Dichte und andere Eigenschaften des Endmaterials. Spritzgie?en Dieser Schrittprozess entspricht im Prinzip dem Kunststoffspritzgussverfahren und seine Ausrüstungsbedingungen sind grunds?tzlich gleich. Beim Spritzgie?vorgang wird das gemischte Material im Zylinder der Spritzmaschine zu einem Kunststoff mit rheologischen Eigenschaften erhitzt und unter entsprechendem Spritzdruck in die Form zu einem Rohling eingespritzt. Der Mikrokosmos des Spritzgussrohlings sollte gleichm??ig sein, damit das Produkt beim Sinterprozess gleichm??ig schrumpft.

4. Extraktion

Der im Rohling enthaltene organische Binder muss vor dem Sintern entfernt werden. Dieser Vorgang wird Extraktion genannt. Der Extraktionsprozess muss sicherstellen, dass der Klebstoff entlang der winzigen Kan?le zwischen den Partikeln nach und nach aus verschiedenen Teilen des Rohlings austritt, ohne die Festigkeit des Rohlings zu verringern. Die Geschwindigkeit der Bindemittelentfernung folgt im Allgemeinen der Diffusionsgleichung. Sintern Durch Sintern kann der por?se Entfettungsrohling schrumpfen und verdichten, sodass Produkte mit bestimmter Struktur und Eigenschaften entstehen. Obwohl die Leistung von Produkten vor dem Sintern von vielen Prozessfaktoren abh?ngt, hat der Sinterprozess in vielen F?llen einen gro?en oder sogar entscheidenden Einfluss auf die metallografische Struktur und die Eigenschaften des Endprodukts.

5. Nachbearbeitung

Für Teile mit pr?ziseren Gr??enanforderungen ist eine notwendige Nachbearbeitung erforderlich. Dieser Prozess ist derselbe wie der W?rmebehandlungsprozess herk?mmlicher Metallprodukte.

3. Merkmale des MIM-Prozesses

Vergleich zwischen MIM-Technologie und anderen Verarbeitungstechnologien

Die Partikelgr??e des in der MIM verwendeten Rohmetallpulvers betr?gt >2–15 μm, w?hrend die Partikelgr??e des in der traditionellen Pulvermetallurgie verwendeten Rohmetallpulvers meist >50–100 μm betr?gt. Das Endprodukt des >MIM>-Verfahrens weist durch die Verwendung von feinem Pulver eine hohe Dichte auf. Das >MIM>-Verfahren verfügt über die Vorteile des herk?mmlichen Pulvermetallurgieverfahrens, der hohe Formfreiheitsgrad kann jedoch durch die herk?mmliche Pulvermetallurgie nicht erreicht werden. Die traditionelle Pulvermetallurgie ist auf die Festigkeit und Fülldichte der Form beschr?nkt und die Form ist meist zweidimensional zylindrisch.

Das traditionelle Pr?zisionsguss-Dehydrierungsverfahren ist eine sehr effektive Technologie zur Herstellung von Produkten mit komplexen Formen. In den letzten Jahren wurden Keramikkerne verwendet, um die Fertigstellung fertiger Produkte mit Schlitzen und tiefen L?chern zu unterstützen. WieAllerdings weist das Verfahren aufgrund der Einschr?nkungen der Festigkeit der Keramikkerne und der Flie?f?higkeit der Gie?flüssigkeit noch gewisse technische Schwierigkeiten auf. Im Allgemeinen eignet sich dieses Verfahren besser für die Herstellung gro?er und mittelgro?er Teile, w?hrend das MIM>-Verfahren eher für kleine und komplex geformte Teile geeignet ist. Vergleichsprojekt Herstellungsprozess>MIM>Prozess Traditioneller Pulvermetallurgieprozess Pulverpartikelgr??e>(>μ>m)2-1550-100>Relative Dichte>(%)95-9880-85>Produktgewicht>(g)>Weniger als oder entspricht >400>g>10->Hunderten von Produktformen, dreidimensionalen komplexen Formen, zweidimensionalen einfachen Formen, mechanischen Eigenschaften.

Vergleich zwischen dem MIM-Verfahren und der traditionellen Pulvermetallurgie. Das Druckgussverfahren wird bei Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt und guter Flie?f?higkeit der Gussl?sung, wie etwa Aluminium- und Zinklegierungen, eingesetzt. Aufgrund von Materialbeschr?nkungen weisen die mit diesem Verfahren hergestellten Produkte eine begrenzte Festigkeit, Verschlei?festigkeit und Korrosionsbest?ndigkeit auf. >MIM>-Technologie kann mehr Rohstoffe verarbeiten.

Obwohl sich die Pr?zision und Komplexit?t seiner Produkte in den letzten Jahren verbessert hat, ist das Pr?zisionsgussverfahren dem Entparaffinierungsverfahren und dem MIM>-Verfahren immer noch unterlegen. Das Pulverschmieden ist eine wichtige Entwicklung und eignet sich für die Massenproduktion von Pleueln. Generell gibt es jedoch immer noch Probleme mit den Kosten der W?rmebehandlung und der Lebensdauer der Form bei Schmiedeprojekten, die noch weiter gel?st werden müssen.

Herk?mmliche Bearbeitungsmethoden, die in jüngster Zeit auf Automatisierung setzen, um ihre Bearbeitungsf?higkeiten zu verbessern, haben hinsichtlich Wirkung und Genauigkeit gro?e Fortschritte gemacht, aber die grundlegenden Verfahren sind immer noch untrennbar mit der schrittweisen Bearbeitung verbunden (> Drehen, Hobeln, Fr?sen, Schleifen, Bohren, Polieren). usw.>), um die Form des Teils zu vervollst?ndigen. Die Bearbeitungsgenauigkeit mechanischer Bearbeitungsmethoden ist weitaus besser als bei anderen Bearbeitungsmethoden. Da jedoch die effektive Materialausnutzungsrate gering ist und die Vervollst?ndigung ihrer Form durch Ger?te und Werkzeuge begrenzt ist, k?nnen einige Teile nicht durch mechanische Bearbeitung fertiggestellt werden. Im Gegenteil, MIM kann Materialien ohne Einschr?nkungen effektiv für die Herstellung kleiner Pr?zisionsteile mit schwierigen Formen nutzen. Im Vergleich zur mechanischen Bearbeitung ist das MIM-Verfahren kostengünstiger und effizienter, was es ?u?erst wettbewerbsf?hig macht.

Die MIM-Technologie konkurriert nicht mit herk?mmlichen Verarbeitungsmethoden, sondern gleicht die technischen M?ngel oder die Unf?higkeit zur Erzeugung von M?ngeln traditioneller Verarbeitungsmethoden aus. Die >MIM>-Technologie kann ihr Fachwissen im Bereich der mit traditionellen Bearbeitungsmethoden hergestellten Teile einbringen. Durch die technischen Vorteile der MIM-Technologie in der Teilefertigung k?nnen Strukturbauteile mit hochkomplexen Strukturen entstehen.

Bei der Spritzgusstechnik werden geformte Produktrohlinge mithilfe einer Spritzmaschine eingespritzt, um sicherzustellen, dass das Material den Formhohlraum vollst?ndig ausfüllt und so die Realisierung hochkomplexer Teilestrukturen gew?hrleistet ist. In der traditionellen Verarbeitungstechnik wurden früher zun?chst einzelne Bauteile hergestellt und anschlie?end zu Bauteilen zusammengefügt. Beim Einsatz der MIM-Technologie kann von einer Integration in ein komplettes Einzelteil ausgegangen werden, was die Arbeitsschritte deutlich reduziert und die Bearbeitungsabl?ufe vereinfacht. Im Vergleich zu MIM und anderen Metallverarbeitungsmethoden weist das Produkt eine hohe Ma?haltigkeit auf und erfordert keine Nachbearbeitung oder nur einen geringen Nachbearbeitungsaufwand.

Durch den Spritzgussprozess k?nnen dünnwandige und komplexe Strukturteile direkt geformt werden. Die Form des Produkts kommt den Endproduktanforderungen nahe. Die Ma?toleranz der Teile wird im Allgemeinen bei etwa ±0,1 ± 0,3 gehalten. Besonders wichtig ist es, die Verarbeitungskosten schwer zerspanbarer Hartlegierungen zu senken und die Verarbeitungsverluste von Edelmetallen zu reduzieren. Das Produkt weist eine gleichm??ige Mikrostruktur, eine hohe Dichte und eine gute Leistung auf.

W?hrend des Pressvorgangs ist die Pressdruckverteilung aufgrund der Reibung zwischen der Formwand und dem Pulver sowie dem Pulver und dem Pulver sehr ungleichm??ig, was zu einer ungleichm??igen Mikrostruktur des gepressten Rohlings führt, was dazu führt, dass die gepressten pulvermetallurgischen Teile besch?digt werden Die Schrumpfung w?hrend des Sinterprozesses ist ungleichm??ig, daher muss die Sintertemperatur gesenkt werden, um diesen Effekt zu reduzieren, was zu gro?er Porosit?t, schlechter Materialkompaktheit und geringer Dichte des Produkts führt, was die mechanischen Eigenschaften des Produkts ernsthaft beeintr?chtigt. Im Gegensatz dazu handelt es sich beim Spritzgussverfahren um ein Fluid-Molding-Verfahren. Das Vorhandensein des Bindemittels sorgt für eine gleichm??ige Verteilung des Pulvers und beseitigt dadurch die ungleichm??ige Mikrostruktur des Rohlings, sodass die Dichte des gesinterten Produkts die theoretische Dichte des Materials erreichen kann. Unter normalen Umst?nden kann die Dichte gepresster Produkte maximal 85 % der theoretischen Dichte erreichen. Die hohe DichteDie Festigkeit des Produkts kann die Festigkeit und Z?higkeit erh?hen, die Duktilit?t, die elektrische und thermische Leitf?higkeit sowie die magnetischen Eigenschaften verbessern. Hohe Effizienz, einfach zu erreichende Massenproduktion und Gro?serienfertigung.

Die in der MIM-Technologie verwendete Metallform hat eine Lebensdauer, die der von technischen Kunststoffspritzgussformen entspricht. Aufgrund der Verwendung von Metallformen ist es für die Massenproduktion von Teilen geeignet. Der Einsatz von Spritzgussmaschinen zum Formen von Produktrohlingen verbessert die Produktionseffizienz erheblich und senkt die Produktionskosten. Darüber hinaus weisen spritzgegossene Produkte eine gute Konsistenz und Wiederholbarkeit auf und bieten so eine Garantie für die industrielle Produktion gro?er Stückzahlen und gro?en Ma?stabs. Es verfügt über eine breite Palette anwendbarer Materialien und breite Anwendungsbereiche (>Eisenbasis, niedriglegierter Stahl, Schnellarbeitsstahl, Edelstahl, Grammventillegierung, Hartmetall>).

Es gibt eine gro?e Auswahl an Materialien, die für das Spritzgie?en verwendet werden k?nnen. Im Prinzip kann jedes Pulvermaterial, das bei hohen Temperaturen gegossen werden kann, mit dem MIM-Verfahren zu Teilen verarbeitet werden, einschlie?lich schwer zu verarbeitender Materialien und Materialien mit hohen Schmelzpunkten in herk?mmlichen Herstellungsverfahren. Darüber hinaus kann MIM auch Materialformeln entsprechend den Benutzeranforderungen erforschen, beliebige Kombinationen von Legierungsmaterialien herstellen und Verbundmaterialien zu Teilen formen. Die Anwendungsgebiete von Spritzgussprodukten erstrecken sich über alle Bereiche der Volkswirtschaft und bieten breite Marktaussichten.