Discuție despre tehnologia de turnare prin injecție a pulberii metalice

Discuție despre tehnologia de turnare prin injecție a pulberii metalice

Turnarea prin injecție cu pulbere (PIM) este compusă din turnarea prin injecție cu pulbere metalică (MIM) și turnarea prin injecție cu pulbere ceramică (CIM) două părți, este o nouă tehnologie de pregătire a pieselor din metal, ceramică, este tehnologia de turnare prin injecție a plasticului în domeniul metalurgiei pulberilor. și a format o nouă tehnologie de prelucrare a pieselor.

Turnarea prin injecție a pulberii ceramice (CIM) este o ramură a tehnologiei moderne de turnare prin injecție a pulberii (PIM), care are multe avantaje tehnice și tehnologice speciale: producția de masă poate fi rapidă și automată, iar procesul poate fi controlat cu precizie; Datorită matriței de umplere a fluxului, densitatea verde este uniformă; Datorită injecției de înaltă presiune, conținutul de pulbere din amestec este mult crescut, contracția produsului sinterizat este redusă, dimensiunea produsului este precisă și controlabilă, toleranța poate ajunge la ±{{0}}.1 la sută ~ 0,2 la sută, iar performanța este superioară; Fără prelucrare mecanică sau doar microprelucrare, reduceți costul pregătirii; Poate forma formă complexă, cu orificiu în cruce, orificiu oblic, suprafață concavă și convexă, fir, perete subțire, piese ceramice în formă specială dificil de tăiat, are o gamă largă de perspective de aplicare.

În primul rând, procesul de turnare prin injecție a pulberii

definiție

Turnarea prin injecție cu pulbere metalică este să selecteze pulberea metalică și liantul de rășină care îndeplinesc cerințele și să amestece pulberea și rășina într-o pelete de injecție uniformă la o anumită temperatură. După granulare, semifabricatul de formare obținut este sinterizat și densificat după tratamentul de degresare și se obține produsul final.

Aceasta este foarte diferită de turnarea prin injecție tradițională prin aceea că pulberea metalică sau ceramică este utilizată ca materie primă. Datorită fluidității slabe a pulberii în sine, este necesar să se adauge o cantitate mare de liant la o anumită temperatură pentru a se amesteca într-o alimentare uniformă, curgătoare și apoi a face o dimensiune uniformă a particulei.

Caracteristici de aplicare

1, costul matriței este foarte mare, în special pentru producția de masă, matrița trebuie să fie fabricată cu materiale rezistente la uzură, iar costul materialului este foarte mare;

2, cost ridicat al ingredientelor, mulți pași de proces, cerințe ridicate de proces;

3, utilizat în principal sub formă de complex, dificil de prelucrat cu alte metode sau chiar nu pot fi produse prelucrate.

În al doilea rând, compararea procesului

În al treilea rând, materialul granular

Pregătirea peleților include

Pulbere metalică

Dimensiunea particulelor de pulbere metalică utilizată în procesul MIM este în general 0.5~20μm; În teorie, cu cât particulele sunt mai fine, cu atât suprafața specifică este mai mare, care este ușor de format și de sinterizat. Procesul tradițional de metalurgie a pulberilor folosește o pulbere mai grosieră mai mare de 40μm.

Adeziv organic

Rolul adezivului organic este de a lipi particulele de pulbere metalică, astfel încât amestecul să aibă proprietăți reologice și lubrifiere atunci când este încălzit în butoiul mașinii de injectare, adică purtătorul care conduce fluxul de pulbere. Prin urmare, alegerea adezivului este purtătorul întregii pulberi. Prin urmare, selecția aderenței este cheia întregului turnare prin injecție de pulbere. Cerințe pentru adezivi organici:

1. Mai puțină doză și mai puțin adeziv pot face ca amestecul să producă o reologie mai bună;

2. Nicio reacție, nicio reacție chimică cu pulberea metalică în procesul de îndepărtare a adezivului;

3. Ușor de îndepărtat, fără reziduuri de carbon în produs.

agregat

Indică o relație echilibrată între pulbere și liant, iar proporția adecvată dintre cele două este cheia pentru a determina succesul sau eșecul turnării prin injecție. Utilizarea lianților cu greutate moleculară mică reduce vâscozitatea și este ușor de format. Particulele calificate trebuie să fie pulbere distribuite uniform în liant, nu se pot aglomera sau avea pori; Distribuția neuniformă a pulberii va duce la o vâscozitate inconsistentă a particulelor. Nu este propice pentru formare și sinterizare

(a) prea mult liant, vâscozitate mică a particulelor, contact insuficient între particulele de metal, deformare gravă după degresare și chiar duce la prăbușirea produsului;

(b) prea puțin liant, vâscozitate mare a particulelor, foarte greu de injectat, ușor de format pori după degresare, ușor de provocat crăparea produsului după sinterizare;

(c) Adăugarea criteriilor: are loc un contact punctual între particulele de pulbere, particulele de pulbere sunt lipite împreună fără presiune exterioară, iar golul din mijloc este umplut cu adeziv;

În al patrulea rând, materialul granular - amestecarea

Amestecarea este procesul de amestecare a pulberii metalice cu liantul pentru a obține granule uniforme. Deoarece proprietățile peletei determină performanța produsului final de turnare prin injecție, etapa de amestecare este foarte importantă.

Procesul de amestecare

(a) Pulberea de metal sau ceramică tratată la suprafață este adăugată la liant și cele două sunt amestecate uniform pentru a obține un sistem de pulbere compozită;

(b) Pulberea compozită este încălzită pentru a topi liantul;

(c) Liantul lichid intră în agregatul de particule de pulbere prin acțiunea capilară, unge particulele de pulbere și aglomerează particulele sub acțiunea forței de forfecare a șurubului pentru a obține descompunerea blocului de reținere și menține amestecarea uniformă.

(d) În cazul în care pulberea de aliaj se oxidează, ducând la defectarea amestecării.

(e) Pentru a se asigura că particulele sunt uniforme, particulele de pulbere au o formă mică sau neregulată, iar timpul de amestecare trebuie mărit corespunzător pentru a obține o amestecare uniformă. Timpul de amestecare crește, uniformitatea amestecului crește, dar rășina se oxidează și se descompune ușor, iar timpul de amestecare se scurtează pe cât posibil sub premisa unor metale sau uniformitate.

(f) Peleții după amestecare sunt procesați de către concasor sau mașina de granulare (în general transformate în particule de aproximativ 3 mm) în alimentarea pentru turnare prin injecție.

Cinci, turnare prin injecție

Turnarea prin injecție este sub o anumită presiune și temperatură, prin pistonul sau împingerea șurubului, curgerea și uniformitatea temperaturii topiturii granulare în cavitatea matriței umplute, topitura solidificată și răcită în condiții controlate până când țagla de injecție iese din cavitatea matriței. formează o formă și o structură complexă tridimensională. Această etapă este complet diferită de formarea prin presare în metalurgia tradițională și este similară cu procesul de formare din industria materialelor plastice.

1. La injectare, duza este aproape de calea curgerii, șurubul este împins înainte, cilindrul de alimentare este extrudat după presiune și cavitatea matriței este umplută; Când există suficientă alimentare pentru a umple cavitatea matriței, șurubul se oprește din rotație. Umplerea ideală a matriței este de a umple treptat cavitatea matriței de-a lungul peretelui matriței, iar țagla groasă necesită ca șurubul să avanseze mai repede, iar partea subțire este invers.

>Viteza de umplere este prea mare, rezultând injecție, bule, urme de lipire sau umplere incompletă (aerul nu poate ieși). (Presiunea mare de injecție și rata de umplere a matriței, vâscozitatea scăzută de alimentare sunt toate cauzele injectării)

>Viteza prea mică de umplere va duce la răcirea prematură a alimentării, rezultând o umplere incompletă și o fotografiere scurtă. (Controlul necorespunzător al temperaturii de injectare a peleților poate provoca, de asemenea, acest fenomen)

2. Când șurubul ajunge la duza superioară, procesul de presurizare a alimentării este procesul de menținere a presiunii. · Turnarea prin injecție se termină cu semifabricatul de formare scos din matriță.

>Temperatura de deschidere a matriței trebuie să fie mai mică decât temperatura critică necesară pentru a menține forma semifabricatului atunci când este deformat.

>Presiunea de deschidere trebuie să fie mai mică decât presiunea mare necesară pentru ca semifabricatul de formare să se elibereze fără a se lipi.

>Presiunea și temperatura de deschidere a matriței ar trebui să aibă o anumită gamă, nu poate face deformarea produsului, nu se poate lipi, nu poate zgâria mucegai sau nu poate forma găuri de contracție sau depresiuni pe suprafața produsului.

Şase, degresare

Degresarea este o etapă unică în turnarea prin injecție a pulberii metalice, care necesită îndepărtarea a aproximativ 30% -50 procente (fracție de volum) din liant din țagle, complet diferită de îndepărtarea unei cantități mici de agenți tensioactivi din pulberea tradițională. metalurgie.

Două procese de bază

(1) Descompunere termică → proces de reacție chimică a liantului;

(2) Transferul gazului de descompunere pe suprafața plăcii în atmosfera externă → proces fizic de transfer de căldură și masă.
7. Sinterizarea

Compactul tradițional de metalurgie a pulberilor are în general o densitate relativă de peste 90 la sută înainte de sinterizare, iar densificarea completă trebuie doar să elimine aproximativ 10 la sută din pori. După degresare, densitatea relativă a taglelor de turnare prin injecție de pulbere este de numai 60% înainte de sinterizare, iar natura sa de sinterizare este sinterizarea cu pulbere liberă, ceea ce crește dificultatea. Produs de turnare prin injecție de pulbere de metal criterii de succes de sinterizare: pentru a asigura acuratețea și performanța produsului cu controlabilitate și repetabilitate a premisei, astfel încât densitatea acestuia să îndeplinească cerințele.

Contracția mare are loc în sinterizare și, deși această contracție este scopul principal al sinterizării, duce și la deformare. → Procesul de modelare de sinterizare pentru a asigura acuratețea produsului

◆ Controlul vitezei de încălzire poate promova piesele compacte.

1) Încălzirea lentă face ca difuzia de suprafață să domine în etapa de sinterizare la temperatură scăzută, dar este dificil să se densifice țagla în timp ce se consumă forța motrice de sinterizare.

2) Încălzirea rapidă la un anumit interval de temperatură, în care difuzia de volum devine activă, iar încălzirea rapidă poate controla creșterea cerealelor, în timp ce porii evoluează și se micșorează.

◆ Faza lichidă este produsă în sinterizare pentru a contribui la densificarea taglelor.

1) Faza lichidă crește viteza de transfer al materialului, rezultând o sinterizare mai rapidă;

2) Faza lichidă exercită asupra particulelor o forță capilară, care este aceeași cu o presiune externă mare;

3) Faza lichidă dorită poate fi formată prin topirea unuia dintre componente.

◆ Proces de sinterizare

1) Etapa inițială: formarea și creșterea gâtului de sinterizare;

2) Etapa intermediară: gâtul de sinterizare crește, formând o rețea de pori conectați la limita granulelor;

3) Etapa finală: geometria porilor devine cilindrică, lăsând doar câțiva pori mici pe limita granulației.