Procesul de turnare prin injecție a metalelor

Procesul de turnare prin injecție a metalelor (Metal Powder Injection Molding Technology, MIM pe scurt) este un nou tip de tehnologie de turnare în formă aproape netă de metalurgie a pulberilor, format prin introducerea tehnologiei moderne de turnare prin injecție a plasticului în domeniul metalurgiei pulberilor.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. este o colecție de turnare prin injecție de metal din aliaj de cupru, turnare prin injecție de metal pe bază de fier, turnare prin injecție de metal pe bază de oțel inoxidabil, turnare prin injecție de metal din aliaj de aluminiu, turnare prin injecție de metal cu aliaj de nichel, injecție de metal din aliaj de cobalt turnare, turnare prin injecție a metalelor din aliaj de tungsten O întreprindere cuprinzătoare de înaltă tehnologie care integrează cercetare și dezvoltare, producție și vânzări de turnare prin injecție, turnare prin injecție de metal cu carbură cimentată și piese structurale din metalurgia pulberilor.

Produs Descriptie

1. Standarde de implementare: compania implementează strict certificarea ISO9001, ISO14001, IATF16949

Produsele au trecut certificarea ROHS, FDA EU etc.

2. Standarde de materiale ale produsului: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Procese principale: turnare prin injecție a metalelor MIM, metalurgia pulberilor PM, turnare de investiții, turnare sub presiune a aluminiului,

4. Materiale disponibile pentru metalurgia pulberilor:

Aliaje de cupru, baze de fier, aliaje de titan, baze de oțel inoxidabil, aliaje de aluminiu, aliaje de nichel, aliaje de cobalt, aliaje de tungsten, carburi cimentate, aliaje hidroxi, materiale magnetice moi și imprimare 3D pot fi personalizate în funcție de cerințele clientului.

Tehnologia Meșteșugului

Procesul de bază al procesului de turnare prin injecție a metalelor este următorul: în primul rând, pulberea solidă și liantul organic sunt amestecate uniform, iar după granulare, acestea sunt injectate în cavitatea matriței de o mașină de turnare prin injecție în stare de încălzire și plastificare (~150 de grade). C) se solidifică și se formează, apoi se utilizează Liantul din semifabricatul format este îndepărtat prin descompunere chimică sau termică, iar în final produsul final este obținut prin sinterizare și densificare. În comparație cu procesele tradiționale, are caracteristicile de înaltă precizie, organizare uniformă, performanță excelentă și cost de producție scăzut. Produsele sale sunt utilizate pe scară largă în inginerie electronică a informațiilor, echipamente biomedicale, echipamente de birou, automobile, mașini, hardware, echipamente sportive, industria ceasurilor, industria armelor și industria aerospațială. Prin urmare, se crede în general că dezvoltarea acestei tehnologii va duce la o revoluție în tehnologia de formare și prelucrare a pieselor și este cunoscută drept „cea mai populară tehnologie de formare a pieselor astăzi” și „tehnologia de formare în secolul 21”.

Istorie și situație actuală

A fost inventat de Parmatech în California în 1973. La începutul anilor 1980, multe țări din Europa și Japonia au investit, de asemenea, multă energie pentru a studia această tehnologie și a fost promovată rapid. În special la mijlocul-1980sului, această tehnologie s-a dezvoltat cu pasituri de la industrializare și crește într-un ritm uimitor în fiecare an. Până în prezent, există peste 100 de companii în mai mult de 10 țări și regiuni, cum ar fi Statele Unite, Europa de Vest și Japonia, care sunt angajate în dezvoltarea de produse, cercetarea și vânzarea acestei tehnologii. Japonia este foarte activă în competiție și are performanțe remarcabile. Multe corporații mari au participat la promovarea industriei MIM, inclusiv Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong special steel etc. În prezent, există peste 40 de companii specializate în Industria MIM din Japonia, iar valoarea totală a vânzărilor produselor lor industriale MIM a depășit-o deja pe cea din Europa și ajunge din urmă cu Statele Unite. Până în prezent, peste 100 de companii din întreaga lume s-au angajat în dezvoltarea de produse, cercetarea și vânzarea acestei tehnologii. Prin urmare, tehnologia MIM a devenit cel mai activ domeniu tehnologic de frontieră din noua industrie de producție. Este reprezentat de tehnologia de pionierat a industriei metalurgice mondiale. Tehnologia MIM este direcția principală de dezvoltare a tehnologiei metalurgiei pulberilor.

Caracteristicile procesului

Tehnologia procesului de turnare prin injecție a metalelor este un produs care integrează tehnologia de turnare a plasticului, chimia polimerilor, tehnologia metalurgiei pulberilor și știința materialelor metalice și alte discipline. , Piesele structurale tridimensionale în formă complexă pot materializa rapid și precis ideile de design în produse cu anumite caracteristici structurale și funcționale și pot produce direct piese în masă, ceea ce reprezintă o nouă revoluție în industria tehnologiei de fabricație. Această tehnologie de proces nu numai că are avantajele unui proces de metalurgie a pulberilor mai puțin convenționale, fără tăiere sau tăiere mai puțină, beneficii economice ridicate, dar depășește și deficiențele produselor tradiționale din metalurgia pulberilor, materiale neuniforme, proprietăți mecanice scăzute, pereți subțiri dificil de format și structuri complexe. Potrivit în special pentru producția de masă de piese mici, complexe și metalice cu cerințe speciale. Procesul tehnologic este liant → amestecare → turnare prin injecție → degresare → sinterizare → post-procesare.

Pregătirea materiei prime: Primul pas este pregătirea unui amestec de pulbere de metal și polimer. Pudra metalică folosită aici este mult mai bună decât pulbere metalică utilizată în procesele tradiționale de metalurgie a pulberilor (de obicei sub 20 de microni). Pulberea metalică este amestecată cu un liant termoplastic fierbinte, răcită și apoi peletizată într-o materie primă omogenă sub formă granulară. Materia primă rezultată este de obicei 60% metal și 40% polimer în volum.

Turnare prin injecție: materiile prime din pulbere sunt turnate folosind aceleași echipamente și matrițe ca și turnarea prin injecție de plastic. Cu toate acestea, cavitatea matriței este proiectată să fie cu aproximativ 20 la sută mai mare pentru a ține cont de contracția părții în timpul sinterizării. Într-un ciclu de turnare prin injecție, materia primă este topită și injectată într-o cavitate a matriței unde se răcește și se solidifică în forma piesei. Partea „verde” turnată este spartă și apoi curățată pentru a îndepărta toate sclipiciul.

Degresarea cu solvent: Această etapă îndepărtează liantul polimeric din metal. În unele cazuri, se efectuează mai întâi degresarea cu solvent, unde partea „verde” este plasată într-o baie de apă sau chimică pentru a dizolva cea mai mare parte a adezivului. După (în loc de) această etapă, se realizează delegarea termică sau presinterizarea. Partea „verde” a fost încălzită într-un cuptor cu temperatură joasă pentru a îndepărta liantul polimeric prin evaporare. Ca rezultat, părțile metalice „maro” rămase vor conține aproximativ 40 la sută din spațiu.

• Sinterizare:Pasul final este sinterizarea părții „maro” într-un cuptor cu temperatură înaltă (până la 2500*F) pentru a reduce spațiul gol la aproximativ 1-5 la sută, rezultând o densitate mare (95-99 la sută) piesa metalica. Cuptorul folosește un gaz inert la o temperatură apropiată de 85% din punctul de topire al metalului. Această metodă îndepărtează porii din material, micșorând piesa la 75-85 procente din dimensiunea ei turnată. Cu toate acestea, această contracție are loc uniform și poate fi prezisă cu precizie. Piesa rezultată menține forma turnată inițială cu toleranțe mari, dar acum este mai densă.

După procesul de sinterizare, nu sunt necesare operații secundare pentru a îmbunătăți toleranțele sau finisarea suprafeței. Cu toate acestea, la fel ca piesele metalice turnate, pot fi efectuate mai multe operațiuni secundare pentru a adăuga caracteristici, a îmbunătăți proprietățile materialului sau a asambla alte piese. De exemplu, piesele turnate prin injecție de metal pot fi prelucrate, tratate termic sau sudate.

Majoritatea regulilor de proiectare a turnării prin injecție încă se aplică la proiectarea pieselor care urmează să fie fabricate folosind turnarea prin injecție de metal. Cu toate acestea, există câteva excepții sau completări, cum ar fi:

Grosimea peretelui: Ca și în cazul turnării prin injecție de plastic, grosimea peretelui trebuie redusă la minimum și menținută uniformă pe tot parcursul. În special, în procesul de turnare prin injecție a metalului, reducerea la minimum a grosimii peretelui nu numai că reduce volumul materialului și timpul de ciclu, dar reduce și timpul de degumare și sinterizare.

Spre deosebire de turnarea prin injecție din plastic, multe piese turnate prin injecție din metal folosesc lianți polimerici pentru materiale pulbere care sunt mai ușor de eliberat decât matrițele. În plus, piesele turnate prin injecție de metal sunt ejectate înainte de a se răci complet și de a reduce caracteristicile matriței, deoarece pulberea de metal din amestec durează mai mult să se răcească.

• Suport de sinterizare:În timpul procesului de sinterizare, piesele turnate prin injecție de metal trebuie să fie susținute corespunzător, altfel se pot răsuci pe măsură ce se micșorează. Tăvile plate standard pot fi utilizate prin proiectarea pieselor cu suprafețe plane pe același plan. În caz contrar, poate fi necesară asistență personalizată mai costisitoare.

• Post procesare:Pentru piesele cu cerințe de dimensiune mai precise, este necesară o post-procesare necesară. Acest proces este același cu procesul de tratament termic al produselor metalice convenționale.

• Caracteristici ale procesului MIM:

Comparația procesului MIM și a altor procese de procesare

Dimensiunea particulelor pulberii brute utilizate în MIM este de 2-15 μm, în timp ce dimensiunea particulelor pulberii brute din metalurgia tradițională a pulberilor este în mare parte de 50-100 μm. Produsul finit al procesului MIM are o densitate mare datorită utilizării pulberilor fine. Procesul MIM are avantajele procesului tradițional de metalurgie a pulberilor, iar gradul ridicat de libertate în formă nu poate fi atins prin procesul tradițional de metalurgie a pulberilor. Metalurgia tradițională a pulberilor este limitată la rezistența și densitatea de umplere a matriței, iar forma este în mare parte cilindrică bidimensională.

Procesul tradițional de dezuscare a turnării de precizie este o tehnologie extrem de eficientă pentru realizarea produselor cu forme complexe. În ultimii ani, utilizarea miezurilor ceramice poate fi folosită pentru a completa produse finite cu fante și găuri adânci. Cu toate acestea, din cauza rezistenței miezului ceramic și a limitării fluidității soluției de turnare, procesul are încă unele dificultăți tehnice. În general, acest proces este mai potrivit pentru fabricarea pieselor mari și mijlocii, iar procesul MIM este mai potrivit pentru piese mici și de formă complexă. Elemente de comparație Procesul de fabricație Procesul MIM Procesul tradițional de metalurgie a pulberilor Dimensiunea particulelor de pulbere (μm) 2-1550-100 Densitatea relativă (procent ) 95-9880-85 Greutatea produsului (g) Mai mică sau egală cu 400 de grame 10-sute Produs formă Formă complexă tridimensională Formă simplă bidimensională Proprietăți mecanice argumente pro și contra.

Comparația procesului MIM și a procesului tradițional de turnare sub presiune a metalurgiei pulberilor este utilizată pentru materiale cu punct de topire scăzut și fluiditate bună a lichidului de turnare, cum ar fi aliajele de aluminiu și zinc. Produsele acestui proces au rezistență limitată, rezistență la uzură și rezistență la coroziune din cauza limitărilor materialelor. Procesul MIM poate procesa mai multe materii prime.

Procesul de turnare de precizie, deși precizia și complexitatea produselor sale s-au îmbunătățit în ultimii ani, este încă inferior procesului de deparafinare și procesului MIM. Forjarea cu pulbere este o dezvoltare importantă și a fost aplicată la producția de masă a bielelor. Cu toate acestea, în general, costul tratamentului termic și durata de viață a matriței în proiectul de forjare sunt încă problematice, care trebuie să fie rezolvate în continuare.

Metoda tradițională de prelucrare și îmbunătățirea recentă a capacității sale de prelucrare prin automatizare au făcut progrese mari în ceea ce privește efectul și precizia, dar procedurile de bază sunt încă inseparabile de prelucrarea pas cu pas (strunjire, rindeluire, frezare, șlefuire, găurire, lustruire, etc. ) pentru a completa forma piesei. Precizia de prelucrare a metodei de prelucrare este mult mai bună decât alte metode de prelucrare, dar deoarece utilizarea eficientă a materialelor este scăzută, iar finalizarea formei sale este limitată de echipamente și unelte, unele piese nu pot fi prelucrate. Dimpotrivă, MIM poate folosi efectiv materiale fără limitare. Pentru fabricarea de piese de precizie mici, cu forme dificile, procesul MIM are un cost mai mic și o eficiență mai mare decât prelucrarea mecanică și este extrem de competitiv.

Tehnologia MIM nu este de a concura cu metodele tradiționale de prelucrare, ci de a compensa deficiențele tehnice ale metodelor tradiționale de prelucrare sau defectele care nu pot fi produse. Tehnologia MIM își poate juca punctele forte în domeniul pieselor realizate prin metode tradiționale de prelucrare. Avantajele tehnice ale procesului MIM în fabricarea pieselor pot forma piese structurale cu structuri foarte complexe.

Tehnologia de turnare prin injecție folosește mașina de injectare pentru a injecta semifabricatul de produs pentru a se asigura că materialul este complet umplut cu cavitatea matriței, ceea ce asigură, de asemenea, realizarea structurii extrem de complexe a piesei. În trecut, în tehnologia tradițională de procesare, componentele individuale erau mai întâi fabricate și apoi asamblate în componente. Când se utilizează tehnologia MIM, se poate considera integrarea într-o singură piesă completă, ceea ce reduce foarte mult pașii și simplifică procedura de procesare. În comparație cu alte metode de prelucrare a metalelor, MIM are o precizie dimensională ridicată și nu necesită prelucrare secundară sau doar o cantitate mică de finisare.

Procesul de turnare prin injecție poate forma direct piese structurale complexe și cu pereți subțiri, forma produsului este apropiată de cerințele produsului final, iar toleranța dimensională a pieselor este în general menținută la aproximativ ±0.{ {2}}±0.3. În special pentru reducerea costurilor de prelucrare a aliajelor dure care sunt greu de prelucrat, este de mare importanță reducerea pierderilor de prelucrare a metalelor prețioase. Produsul are microstructură uniformă, densitate ridicată și performanță bună.

În timpul procesului de presare, din cauza frecării dintre peretele matriței și pulbere și dintre pulbere și pulbere, distribuția presiunii de presare este foarte neuniformă, ceea ce duce la microstructura neuniformă a semifabricatului presat, ceea ce va provoca metalurgia pulberilor presate. Piesele care urmează să fie Contracția este neuniformă în timpul procesului de sinterizare, astfel încât temperatura de sinterizare trebuie scăzută pentru a reduce acest efect, rezultând porozitate mare, compactitate slabă a materialului și densitate scăzută, care afectează grav proprietățile mecanice ale produsului. Dimpotrivă, procesul de turnare prin injecție este un proces de turnare fluid. Existența liantului asigură distribuția uniformă a pulberii, care poate elimina denivelările microstructurii semifabricatului, iar apoi face ca densitatea produsului sinterizat să ajungă la densitatea teoretică a materialului. În general, densitatea produsului presat poate atinge doar 85 la sută din densitatea teoretică. Densitatea ridicată a produsului poate crește rezistența, întări duritatea, îmbunătățește ductilitatea, conductivitatea electrică și termică și poate îmbunătăți proprietățile magnetice. Eficiență ridicată, ușor de realizat producție pe scară largă și pe scară largă.

Matrița metalică utilizată în tehnologia MIM are o durată de viață comparabilă cu cea a matrițelor de turnare prin injecție din plastic. MIM este potrivit pentru producția de masă de piese datorită utilizării matrițelor metalice. Deoarece semifabricatul de produs este format de mașina de injectare, eficiența producției este mult îmbunătățită, costul de producție este redus, iar consistența și repetabilitatea produsului turnat prin injecție sunt bune, oferind astfel o garanție pentru industria industrială pe scară largă și pe scară largă. producție. Gamă largă de materiale aplicabile și domenii largi de aplicare (pe bază de fier, slab aliat, oțel rapid, oțel inoxidabil, aliaj cu supapă gram, carbură cimentată).

Materialele care pot fi folosite pentru turnarea prin injecție sunt foarte largi. În principiu, orice material pulbere care poate fi turnat la temperatură ridicată poate fi format în piese prin procesul MIM, inclusiv materiale greu de prelucrat și materiale cu topire ridicată în procesele tradiționale de fabricație. În plus, MIM poate efectua cercetări de formulare a materialelor în funcție de cerințele utilizatorului, poate fabrica materiale aliaje în orice combinație și poate forma materiale compozite în piese. Domeniile de aplicare ale produselor de turnare prin injecție s-au răspândit în toate domeniile economiei naționale și au perspective largi de piață.

Procesul de post-turnare

1. Tratament termic: recoacere, carbonizare, călire, călire, normalizare, călire la suprafață

2. Echipamente de prelucrare: CNC, WEDM, strung, mașină de frezat, mașină de găurit, polizor etc.;

3. Tratament de suprafață: pulverizare cu pulbere, cromare, vopsire, sablare, nichelare, galvanizare, înnegrire, lustruire, albastru etc.

Matrite si accesorii de inspectie

1. Durata de viață a matriței: de obicei semi-permanentă. (cu excepția spumei pierdute)

2. Timp de livrare a matriței: 10-25 zile, (în funcție de structura și dimensiunea produsului).

3. Instrumente și întreținere matrițe: Zhongwei este responsabil pentru piesele de precizie.

Control de calitate

1. Controlul calității: rata defecte este mai mică de 0,1 la sută .

2. Probele și probele vor fi inspectate 100% în timpul producției și înainte de expediere, inspecția probelor pentru producția de masă conform standardelor ISDO sau cerințelor clienților

3. Echipamente de testare: detectarea defectelor, analizor de spectru, analizor de imagine aurie, mașină de măsurat cu trei coordonate, echipament de testare a durității, mașină de testare la tracțiune.

Aplicație

(1) Calculatorul și facilitățile sale auxiliare: cum ar fi părți de imprimantă, miezuri magnetice, știfturi, piese de antrenare etc.;

(2) Unelte: cum ar fi burghie, capete de tăiere, duze, burghie cu pistol, freze spiralate, poanson, prize, chei, unelte electrice, unelte de mână etc.;

(3) Aparate de uz casnic: cum ar fi carcase pentru ceasuri, lanțuri de ceasuri, periuțe de dinți electrice, foarfece, ventilatoare, capete de golf, zale de bijuterii, cleme pentru pix, biți pentru scule de tăiat și alte piese;

(4) Piese pentru mașini medicale: precum cadru ortodontic, foarfece, pensete etc.;

(5) Piese militare: coadă de rachetă, piese de arme, focoase, acoperire pentru droguri, piese de fuze etc.;

(6) Piese electrice: ambalaje electronice, micromotoare, piese electronice, dispozitive senzori etc.;

(7) Piese mecanice: cum ar fi mașina de desfacere a bumbacului, mașina de textile, mașina de sertizare, mașina de birou etc.;

(8) Piese auto și marine: cum ar fi inelul interior al ambreiajului, manșonul furcii, manșonul distribuitorului, ghidajul supapei, butucul sincron, părțile airbag etc.

În aplicarea angrenajelor din plastic pentru polizoarele electrice pentru picioare, materialele plastice de inginerie speciale Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 pentru angrenaje rezistente la uzură și silențioase vă pot ajuta să rezolvați problemele de rezistență insuficientă la uzură și rezistență la oboseală și zgomotul relativ puternic al POM și nailon convențional. materiale de angrenaj.

Ca plastic de inginerie dur și rezistent la uzură, WintoneZ33 are cele mai notabile caracteristici în aplicațiile angrenajelor: rezistent la uzură, silentios, rezistent la coroziune, dur și neafectat de umiditate.

În comparație cu POM și PA66 tradițional, WintoneZ33 are avantajele cutiei de viteze miniaturale, tijei electrice de împingere, angrenajului EPS al sistemului de direcție al automobilului, angrenajului de masaj, came a motorului pe benzină, angrenajul motorului montat în mijlocul bicicletei electrice etc. Rezistență mai bună la uzură, liniște, elasticitate, rezistență la oboseală și rezistență la deformare, Z33 îmbunătățește în continuare elasticitatea și tenacitatea menținând în același timp o bună rigiditate (această performanță mecanică excelentă este la -40 grade Celsius, 0 grade și poate fi menținută și reflectată la 80 de grade) , care poate ajuta la rezolvarea problemei dinților rupti ai angrenajului și, în același timp, poate reduce foarte mult zgomotul de frecare. După aplicare, WintoneZ33 este, de asemenea, mai bun decât multe POM și PA66 modificate rezistente la uzură (cum ar fi PTFE). , silicon sau bisulfură de molibden modificat).

În aplicarea angrenajelor rezistente la uzură și silențioase ale reductoarelor miniaturale, Z33 are o rezistență mai bună la uzură și o rezistență la oboseală decât PA12 și TPEE tradiționale (material Hai Cui) și poate ajuta, de asemenea, la rezolvarea problemei cuplului uneori insuficient al PA12 și TPEE. . Și Z33 are un avantaj de cost mai bun.

În plus, Z33 are o rezistență bună la coroziune și poate fi folosit în medii dure expuse la diferite substanțe chimice în multe scenarii, cum ar fi angrenajele echipamentelor PCB, angrenajele pentru mașinile de imprimare și vopsit textile, inele de reținere și inele de etanșare pentru sisteme hidraulice etc., cu succes. înlocuiți scumpele PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, unele domenii de aplicare ale TPEE. În plus, Z33 are o absorbție redusă a umidității, iar performanța generală este puțin afectată de umiditate. Întregul pachet de Wintone Z33 nu trebuie copt în avans înainte de turnarea prin injecție și poate fi injectat direct și nu este necesar nici un tratament cu apă după turnarea prin injecție.