Proces vstřikování kovů

Proces vstřikování kovů (Metal Powder Injection Molding Technology, zkráceně MIM) je nový typ práškové metalurgické technologie tvarování v blízkosti sítě vytvořené zavedením moderní technologie vstřikování plastů do oblasti práškové metalurgie.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. je sbírka vstřikování kovů ze slitin mědi, vstřikování kovů na bázi železa, vstřikování kovů na bázi nerezové oceli, vstřikování kovů z hliníkové slitiny, vstřikování kovů ze slitin niklu, vstřikování kovů ze slitin kobaltu lisování, vstřikování kovů ze slitin wolframu Komplexní high-tech podnik integrující výzkum a vývoj, výrobu a prodej vstřikovacích lisů, vstřikování kovů ze slinutého karbidu a konstrukční díly práškové metalurgie.

Produkt Deskripce

1. Implementační standardy: společnost přísně implementuje certifikaci ISO9001, ISO14001, IATF16949

Produkty prošly certifikací ROHS, FDA EU atd.

2. Materiálové normy produktu: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Hlavní procesy: vstřikování kovů MIM, prášková metalurgie PM, vytavitelné lití, tlakové lití hliníku,

4. Dostupné materiály pro práškovou metalurgii:

Slitiny mědi, železné základny, titanové slitiny, nerezové základny, hliníkové slitiny, niklové slitiny, kobaltové slitiny, wolframové slitiny, slinuté karbidy, hydroxyslitiny, měkké magnetické materiály a 3D tisk lze upravit dle požadavků zákazníka.

Technologie řemesla

Základní proces procesu vstřikování kovů je následující: nejprve se pevný prášek a organické pojivo rovnoměrně promísí a po granulaci se vstřikují do dutiny formy vstřikovacím lisem ve stavu zahřívání a plastifikace (~ 150 stupňů C) ztuhnout a vytvarovat a následně použít Pojivo ve vytvořeném polotovaru se odstraní chemickým nebo tepelným rozkladem a nakonec se finální produkt získá slinováním a zhuštěním. Ve srovnání s tradičními procesy se vyznačuje vysokou přesností, jednotnou organizací, vynikajícím výkonem a nízkými výrobními náklady. Její produkty jsou široce používány v elektronickém informačním inženýrství, biomedicínském vybavení, kancelářském vybavení, automobilech, strojích, hardwaru, sportovním vybavení, hodinářském průmyslu, zbrojním a leteckém průmyslu. Proto se obecně věří, že vývoj této technologie povede k revoluci v technologii tváření a zpracování dílů a je známá jako „nejoblíbenější technologie tváření dílů současnosti“ a „technologie tváření v 21. století“

Historie a současná situace

Byla vynalezena společností Parmatech v Kalifornii v roce 1973. Na počátku 80. let investovalo mnoho zemí v Evropě a Japonsku také mnoho energie do studia této technologie a byla rychle propagována. Zejména v polovině-1980 let se tato technologie od své industrializace vyvíjela mílovými kroky a každým rokem se zvyšuje ohromujícím tempem. Dosud existuje více než 100 společností ve více než 10 zemích a regionech, jako jsou Spojené státy americké, západní Evropa a Japonsko, které se zabývají vývojem produktů, výzkumem a prodejem této technologie. Japonsko je velmi aktivní v soutěži a má vynikající výkon. Na propagaci MIM průmyslu se podílelo mnoho velkých korporací, včetně Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, speciální oceli Datong atd. V současné době existuje více než 40 společností specializujících se na MIM průmysl v Japonsku a celková hodnota prodeje jejich průmyslových produktů MIM již překonala Evropu a dohání Spojené státy. Vývojem produktů, výzkumem a prodejem této technologie se dosud zabývá více než 100 společností po celém světě. Technologie MIM se proto stala nejaktivnější hraniční technologickou oblastí v novém zpracovatelském průmyslu. Představuje průkopnickou technologii světového metalurgického průmyslu. Technologie MIM je hlavním směrem vývoje technologie práškové metalurgie.

Charakteristiky procesu

Technologie procesu vstřikování kovů je produkt, který integruje technologii lisování plastů, chemii polymerů, technologii práškové metalurgie a nauku o kovových materiálech a další disciplíny. , Trojrozměrné konstrukční díly složitého tvaru mohou rychle a přesně zhmotnit nápady na design do produktů s určitými strukturálními a funkčními charakteristikami a mohou přímo hromadně vyrábět díly, což je nová revoluce v průmyslu výrobních technologií. Tato procesní technologie má nejen výhody méně konvenčního procesu práškové metalurgie, žádné řezání nebo méně řezání, vysoké ekonomické výhody, ale také překonává nedostatky tradičních produktů práškové metalurgie, nerovné materiály, nízké mechanické vlastnosti, obtížně tvarovatelné tenké stěny a složité struktury. Zvláště vhodné pro hromadnou výrobu malých, složitých a kovových dílů se speciálními požadavky. Technologický postup je pojivo → míchání → vstřikování → odmašťování → slinování → následné zpracování.

Příprava suroviny: Prvním krokem je příprava práškové směsi kovu a polymeru. Zde použitý práškový kov je mnohem lepší než práškový kov používaný v tradičních procesech práškové metalurgie (obvykle pod 20 mikronů). Práškový kov se smíchá s horkým termoplastickým pojivem, ochladí a poté peletizuje na homogenní surovinu v granulované formě. Výsledná surovina je typicky 60 procent objemu kovu a 40 procent polymeru.

Vstřikování: Práškové suroviny se lisují pomocí stejného zařízení a forem jako vstřikování plastů. Avšak dutina formy je navržena tak, aby byla přibližně o 20 procent vyšší, aby se zohlednilo smrštění součásti během slinování. V cyklu vstřikování se surovina roztaví a vstříkne do dutiny formy, kde se ochladí a ztuhne do tvaru součásti. Lisovaná "zelená" část se vyloupne a poté se vyčistí, aby se odstranily všechny třpytky.

Odmašťování rozpouštědlem: Tento krok odstraňuje z kovu polymerní pojivo. V některých případech se nejprve provádí odmašťování rozpouštědlem, kdy se „zelená“ část umístí do vodní nebo chemické lázně, aby se rozpustila většina lepidla. Po (namísto) tohoto kroku se provede tepelné odstranění pojiva nebo předslinování. "Zelená" část byla zahřívána v nízkoteplotní peci, aby se odpařením odstranilo polymerní pojivo. Díky tomu budou zbývající „hnědé“ kovové části obsahovat asi 40 procent prostoru.

• Slinování:Posledním krokem je slinování „hnědé“ části ve vysokoteplotní peci (až 2500*F), aby se zmenšil prázdný prostor na přibližně 1-5 procent, což má za následek vysokou hustotu (95-99 procent) kovová část. Pec používá inertní plyn o teplotě blízké 85 procentům bodu tání kovu. Tato metoda odstraňuje póry z materiálu a zmenšuje součást na 75-85 procent její velikosti po vylisování. Toto smrštění však probíhá rovnoměrně a lze jej přesně předvídat. Výsledný díl si zachovává původní tvarovaný tvar s vysokými tolerancemi, ale je nyní hustší.

Po procesu slinování nejsou nutné žádné sekundární operace ke zlepšení tolerancí nebo jakosti povrchu. Stejně jako u litých kovových dílů však lze provést několik sekundárních operací pro přidání prvků, zlepšení vlastností materiálu nebo sestavení dalších dílů. Například kovové vstřikované díly lze obrábět, tepelně zpracovávat nebo svařovat.

Většina konstrukčních pravidel vstřikování stále platí při navrhování dílů, které mají být vyrobeny pomocí vstřikování kovů. Existují však některé výjimky nebo doplňky, jako například:

Tloušťka stěny: Stejně jako u vstřikování plastů by měla být tloušťka stěny minimalizována a měla by být udržována jednotná. Zejména v procesu vstřikování kovů minimalizace tloušťky stěny nejen snižuje objem materiálu a dobu cyklu, ale také snižuje dobu degumování a slinování.

Na rozdíl od vstřikování plastů mnoho kovových vstřikovaných dílů používá pro práškové materiály polymerní pojiva, která se snáze uvolňují než formy. Kovové vstřikované díly jsou navíc vyhozeny dříve, než zcela vychladnou a smrští se prvky formy, protože kovovému prášku ve směsi trvá chlazení déle.

• Podpora slinování:Během procesu slinování musí být kovové vstřikované díly řádně podepřeny, jinak se mohou při smršťování kroutit. Standardní ploché podnosy lze použít při navrhování dílů s rovnými povrchy ve stejné rovině. V opačném případě může být vyžadována dražší vlastní podpora.

• Následné zpracování:U dílů s přesnějšími požadavky na velikost je vyžadováno nezbytné následné zpracování. Tento proces je stejný jako proces tepelného zpracování konvenčních kovových výrobků.

• Vlastnosti procesu MIM:

Porovnání MIM procesu a dalších procesů zpracování

Velikost částic surového prášku používaného v MIM je 2-15 μm, zatímco velikost částic surového prášku tradiční práškové metalurgie je většinou 50-100 μm. Hotový produkt procesu MIM má vysokou hustotu díky použití jemných prášků. Proces MIM má výhody tradičního procesu práškové metalurgie a vysokého stupně volnosti tvaru nelze dosáhnout tradičním procesem práškové metalurgie. Tradiční prášková metalurgie je omezena na pevnost a hustotu plnění formy a tvar je většinou dvourozměrný válcový.

Tradiční proces sušení přesného lití je extrémně efektivní technologie pro výrobu výrobků složitých tvarů. V posledních letech lze použití keramických jader použít k dokončení hotových výrobků se štěrbinami a hlubokými otvory. Avšak vzhledem k pevnosti keramického jádra a omezení tekutosti licího roztoku má proces stále určité technické potíže. Obecně lze říci, že tento proces je vhodnější pro výrobu velkých a středně velkých dílů a proces MIM je vhodnější pro malé a tvarově složité díly. Porovnávací položky Výrobní proces Proces MIM Tradiční prášková metalurgie Proces Velikost částic prášku (μm) 2-1550-100 Relativní hustota (procenta) 95-9880-85 Hmotnost produktu (g) ​​Méně než nebo rovna 400 gramům 10-stovky produktu tvar Trojrozměrný složitý tvar Dvojrozměrný jednoduchý tvar mechanické vlastnosti klady a zápory.

Srovnání procesu MIM a tradičního procesu tlakového lití práškové metalurgie se používá pro materiály s nízkou teplotou tání a dobrou tekutostí licí kapaliny, jako jsou slitiny hliníku a zinku. Produkty tohoto procesu mají omezenou pevnost, odolnost proti opotřebení a odolnost proti korozi v důsledku materiálových omezení. Proces MIM dokáže zpracovat více surovin.

Proces přesného lití, ačkoliv se přesnost a složitost jeho výrobků v posledních letech zlepšila, je stále horší než proces odparafínování a proces MIM. Práškové kování je důležitým vývojem a bylo aplikováno na sériovou výrobu ojnic. Obecně jsou však stále problematické náklady na tepelné zpracování a životnost zápustky v projektu kování, které je třeba dále řešit.

Tradiční metoda obrábění a nedávné zlepšení její zpracovatelské kapacity automatizací udělaly velký pokrok v účinnosti a přesnosti, ale základní postupy jsou stále neoddělitelné od postupného zpracování (soustružení, hoblování, frézování, broušení, vrtání, leštění, atd.) pro dokončení tvaru dílu. Přesnost obrábění této metody obrábění je mnohem lepší než u jiných metod obrábění, ale protože efektivní využití materiálů je nízké a dokončení jejího tvaru je omezeno vybavením a nástroji, některé díly nelze obrábět. Naopak MIM dokáže efektivně využívat materiály bez omezení. Pro výrobu malých, obtížně tvarovaných přesných dílů má proces MIM nižší náklady a vyšší účinnost než mechanické zpracování a je vysoce konkurenceschopný.

Technologie MIM nemá konkurovat tradičním metodám zpracování, ale kompenzovat technické nedostatky tradičních metod zpracování nebo vady, které nelze vyrobit. Technologie MIM může hrát své přednosti v oblasti dílů vyrobených tradičními metodami obrábění. Technické výhody procesu MIM při výrobě dílů mohou vytvářet konstrukční díly s vysoce složitými strukturami.

Technologie vstřikování využívá vstřikovací stroj k vstřikování polotovaru produktu, aby bylo zajištěno úplné vyplnění materiálu dutinou formy, což také zajišťuje realizaci vysoce komplexní struktury součásti. V minulosti se při tradiční technologii zpracování nejprve vyráběly jednotlivé komponenty a poté se skládaly do komponentů. Při použití technologie MIM lze uvažovat o její integraci do kompletního jediného dílu, což značně snižuje počet kroků a zjednodušuje proces zpracování. Ve srovnání s jinými metodami obrábění kovů má MIM vysokou rozměrovou přesnost a nevyžaduje sekundární obrábění nebo pouze malé množství povrchové úpravy.

Procesem vstřikování lze přímo vytvářet tenkostěnné a složité konstrukční díly, tvar produktu se blíží požadavkům konečného produktu a rozměrová tolerance dílů je obecně udržována na přibližně ±0.{101} {2}}±0.3. Zejména pro snížení nákladů na zpracování tvrdých slitin, které se obtížně obrábějí, je velmi důležité snížit ztráty při zpracování drahých kovů. Produkt má jednotnou mikrostrukturu, vysokou hustotu a dobrý výkon.

Během procesu lisování je v důsledku tření mezi stěnou matrice a práškem a mezi práškem a práškem rozložení lisovacího tlaku velmi nerovnoměrné, což vede k nerovnoměrné mikrostruktuře lisovaného polotovaru, což způsobí metalurgii lisovaného prášku. díly, které mají být Smrštění je během procesu slinování nerovnoměrné, takže teplota slinování musí být snížena, aby se tento efekt snížil, což má za následek velkou pórovitost, špatnou kompaktnost materiálu a nízkou hustotu, což vážně ovlivňuje mechanické vlastnosti produktu. Naopak proces vstřikování je procesem tekutého tvarování. Existence pojiva zajišťuje rovnoměrnou distribuci prášku, což může eliminovat nerovnosti mikrostruktury polotovaru a následně dosáhnout hustoty slinutého produktu teoretické hustoty materiálu. Obecně může hustota lisovaného produktu dosáhnout pouze 85 procent teoretické hustoty. Vysoká hustota produktu může zvýšit pevnost, posílit houževnatost, zlepšit tažnost, elektrickou a tepelnou vodivost a zlepšit magnetické vlastnosti. Vysoká účinnost, snadno dosažitelná velkosériová a velkosériová výroba.

Kovová forma použitá v technologii MIM má životnost srovnatelnou s životností forem pro vstřikování plastů. MIM je vhodný pro hromadnou výrobu dílů díky použití kovových forem. Vzhledem k tomu, že polotovar produktu je tvořen vstřikovacím strojem, efektivita výroby se výrazně zlepšila, výrobní náklady se snížily a konzistence a opakovatelnost vstřikovaného výrobku jsou dobré, což poskytuje záruku pro průmysl ve velkém měřítku a ve velkém měřítku. Výroba. Široká škála použitelných materiálů a široké oblasti použití (na bázi železa, nízkolegovaná, rychlořezná ocel, nerezová ocel, slitina gramových ventilů, slinutý karbid).

Materiály, které lze použít pro vstřikování, jsou velmi široké. V zásadě každý práškový materiál, který lze odlévat při vysoké teplotě, lze zformovat na díly procesem MIM, včetně obtížně obrobitelných materiálů a materiálů s vysokou teplotou tání v tradičních výrobních procesech. Kromě toho může MIM také provádět výzkum složení materiálů podle požadavků uživatelů, vyrábět slitinové materiály v jakékoli kombinaci a tvarovat kompozitní materiály do dílů. Oblasti použití výrobků pro vstřikování se rozšířily do všech oblastí národního hospodářství a mají široké tržní vyhlídky.

Post Casting Process

1. Tepelné zpracování: žíhání, karbonizace, temperování, kalení, normalizace, povrchové temperování

2. Zařízení pro zpracování: CNC, WEDM, soustruh, frézka, vrtačka, bruska atd.;

3. Povrchová úprava: práškové stříkání, chromování, lakování, pískování, niklování, galvanizace, černění, leštění, modření atd.

Formy a kontrolní přípravky

1. Životnost formy: obvykle semipermanentní. (kromě ztracené pěny)

2. Dodací lhůta formy: 10-25 dnů (podle struktury produktu a velikosti produktu).

3. Údržba nástrojů a forem: Zhongwei je zodpovědný za přesné díly.

Kontrola kvality

1. Kontrola kvality: chybovost je menší než 0,1 procenta .

2. Vzorky a zkušební provoz budou 100% kontrolovány během výroby a před odesláním, kontrola vzorků pro hromadnou výrobu podle norem ISDO nebo požadavků zákazníka

3. Zkušební zařízení: detekce vad, spektrální analyzátor, analyzátor zlatého obrazu, třísouřadnicový měřicí stroj, zařízení na zkoušení tvrdosti, stroj na zkoušení tahem.

aplikace

(1) Počítač a jeho pomocná zařízení: jako jsou části tiskárny, magnetická jádra, kolíky, části pohonu atd.;

(2) Nástroje: jako jsou vrtáky, řezné hlavy, trysky, pistolové vrtáky, spirálové frézy, razníky, zásuvky, klíče, elektrické nářadí, ruční nářadí atd.;

(3) Domácí spotřebiče: jako jsou pouzdra na hodinky, řetízky na hodinky, elektrické zubní kartáčky, nůžky, ventilátory, golfové hlavy, šperky, svorky na kuličková pera, bity na řezné nástroje a další díly;

(4) Díly pro lékařské stroje: jako ortodontický rám, nůžky, pinzety atd.;

(5) Vojenské části: ocasní část střely, části zbraní, hlavice, kryt proti drogám, části rozněcovačů atd.;

(6) Elektrické části: elektronické obaly, mikromotory, elektronické části, senzorová zařízení atd.;

(7) Mechanické části: jako je stroj na uvolňování bavlny, textilní stroj, krimpovací stroj, kancelářské stroje atd.;

(8) Automobilové a námořní díly: jako je vnitřní kroužek spojky, objímka vidlice, objímka rozdělovače, vedení ventilu, synchronní náboj, díly airbagů atd.

Při aplikaci plastových ozubených kol pro elektrické brusky na nohy vám speciální technické plasty Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 pro otěruvzdorné a tiché převody mohou pomoci vyřešit problémy s nedostatečnou odolností proti opotřebení a únavě a relativně vysokým hlukem konvenčních POM a nylonu. převodové materiály.

Jako houževnatý a otěruvzdorný technický plast má WintoneZ33 nejpozoruhodnější vlastnosti v převodových aplikacích: odolný proti opotřebení, tichý, odolný proti korozi, houževnatý a neovlivňuje vlhkost.

Ve srovnání s tradičními POM a PA66 má WintoneZ33 výhody miniaturní redukční převodovky, elektrické tlačné tyče, EPS převodovky automobilového systému řízení, masážní převodovky, vačky benzínového motoru, elektrokolového středního motorového převodu atd. Lepší odolnost proti opotřebení, tichost, pružnost, odolnost proti únavě a odolnost proti deformaci, Z33 dále zlepšuje elasticitu a houževnatost při zachování dobré tuhosti (tento vynikající mechanický výkon je při -40 stupních Celsia, 0 stupních a lze jej udržovat a odrážet při 80 stupních) , což může pomoci vyřešit problém zlomených zubů ozubených kol a zároveň výrazně snížit hluk z tření. Po aplikaci je WintoneZ33 také lepší než mnoho modifikovaných POM a PA66 odolných proti opotřebení (jako je PTFE). modifikovaný silikonem nebo disulfidem molybdeničitým).

Při použití odolných a tichých převodů miniaturních redukčních převodovek má Z33 lepší odolnost proti opotřebení a únavě než tradiční PA12 a TPEE (materiál Hai Cui) a může také pomoci vyřešit problém někdy nedostatečného točivého momentu PA12 a TPEE. . A Z33 má lepší nákladovou výhodu.

Kromě toho má Z33 dobrou odolnost proti korozi a lze jej úspěšně použít v náročných prostředích vystavených různým chemikáliím v mnoha scénářích, jako jsou ozubená kola zařízení PCB, ozubená kola na tiskařských a barvicích textilních strojích, pojistné kroužky a těsnící kroužky pro hydraulické systémy atd. nahradit drahé PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, některé oblasti použití TPEE. Kromě toho má Z33 malou absorpci vlhkosti a celkový výkon je vlhkostí jen málo ovlivněn. Celé balení Wintone Z33 není třeba před vstřikováním předem vypékat a lze jej přímo vstřikovat a po vstřikování není potřeba žádná úprava vody.