Koraci i pravila projektiranja procesa brizganja metala

Koraci i pravila projektiranja procesa brizganja metala

Brizganje metalaje tradicionalno injekcijsko prešanje, koje mijenja proizvodnju čvrstih metalnih dijelova pomoću tehnologije injekcijskog prešanja. U ovom procesu, sirovina je praškasta mješavina metala i polimera. Iz tog razloga, MIM se ponekad naziva injektiranje praha (PIM). Pomoću standardnog stroja za injekcijsko prešanje prah se topi i ubrizgava u kalup, gdje se hladi i skrućuje u oblik željenog dijela. Naknadni proces zagrijavanja uklanja neželjeni polimer i proizvodi metalni dio visoke gustoće. Brizganje metala pogodno je za proizvodnju malih metalnih dijelova u velikim količinama. Za razliku od injekcijskog prešanja, ti dijelovi mogu biti geometrijski složeni i imati tanke stijenke i detalje. Primjena metalnog praha omogućuje upotrebu raznih legura željeza i neželjeza, a svojstva materijala (čvrstoća, tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na koroziju itd.) budu približna onima od kovanog metala. Osim toga, budući da se metal ne topi u procesu MIM (uključujući proces lijevanja metala), superlegura se može koristiti za vijek trajanja alata bez ikakvog negativnog utjecaja. Metali koji se obično koriste u MIM-u uključuju sljedeće:

Niskolegirani čelik;

ne hrđajući Čelik;

Brzorezni čelik;

Željezni stup;

legura kobalta;

slitina bakra;

legura nikla;

legura volframa;

Legura titana.

Metalni dijelovi proizvedeni postupkom MIM nalaze se u mnogim industrijama, uključujući zrakoplovnu, automobilsku, široku potrošnju, medicinsku stomatologiju i telekomunikacije. MIM komponente mogu se pronaći u dodacima za mobilne telefone, sportskoj opremi, električnim alatima, kirurškim instrumentima te raznim elektroničkim i optičkim uređajima.

Elektronički dodaci za brizganje metala uključuju sljedeće korake:

MIM priprema sirovina

Priprema sirovine - prvi korak je praškasta mješavina metala i polimera. Metalni prah koji se ovdje koristi finiji je (obično 20 mikrona) od onih koji se koriste u tradicionalnim metodama metalurgije praha. Metalni prah se miješa s vrućim termoplastičnim vezivom, hladi i zatim granulira kako bi se formirala jednolika sirovina. Dobivene sirovine obično se sastoje od 60 posto metala i 40 posto polimera (volumen).

MIM injekcijsko prešanje

Brizganje - Sirovi prah koristi istu opremu i alate koji se koriste za brizganje plastike. Stoga je dizajn dijela za sinteriranje šupljine kalupa oko 20 posto veći, uzimajući u obzir skupljanje. U ciklusu injekcijskog prešanja, sirovine se tope i ubrizgavaju u kalupnu šupljinu, gdje se hlade i skrućuju u obliku dijelova. Dio oblikovanog "zelenog" se izbacuje i zatim čisti kako bi se uklonila sva flash memorija.

MIM odmastiti

Odmašćivanje - U ovom koraku uklanja se metalno polimerno ljepilo. U nekim slučajevima, "zeleni" dio prvog odmašćivanja otapalom stavlja se u vodenu ili kemijsku kupku kako bi se otopila većina ljepila. Nakon (umjesto 1) u ovom koraku provodi se toplinsko odmašćivanje ili predsinteriranje. Dio "zelena" zagrijava se u niskotemperaturnoj peći kako bi se isparavanjem uklonilo polimerno ljepilo. Kao rezultat toga, preostali "smeđi" metalni dio će sadržavati oko 40 posto praznog prostora kroz volumen.

MIM sinteriranje

Korak nakon sinteriranja je sinteriranje kako bi se smanjio prazan prostor za oko 1-5 posto, kako bi se proizveo metalni dio visoke gustoće u "smeđem" dijelu (95-99 posto) visokotemperaturne peći ( do 2500 stupnjeva F). Peć koristi atmosferu inertnog plina i pokazuje temperaturu blizu 85 posto tališta metala. Ova procesna rupa uklanja se iz materijala, što rezultira smanjenjem dijela na 75-85 posto veličine kalupa. Međutim, to je skupljanje jednolično i može se točno predvidjeti. Dobiveni dio zadržava visoku toleranciju izvornog lijevanog oblika, ali je gustoća sada mnogo veća.

Nakon završetka procesa sinteriranja, potrebne sekundarne operacije mogu poboljšati toleranciju ili površinsku obradu. Međutim, kao i dio lijevanog metala, neki sekundarni procesi mogu se provesti da bi se dodale nove funkcije, poboljšala svojstva materijala ili druge komponente. Na primjer, MIM dio može biti strojno obrađen, toplinski tretiran ili zavaren.

Pravila dizajna za brizganje metala (MIM):

Kada je dio dizajna napravljen s MIM-om, većina pravila dizajna za injekcijsko prešanje i dalje vrijedi. Međutim, postoje neke iznimke ili dodaci, kao što su sljedeći:

Debljina stjenke - baš kao i kod brizganja plastike, debljina stjenke ne bi trebala biti minimizirana, a zadržati cijeli jedinstveni dio. Vrijedno je napomenuti da u procesu MIM smanjenje debljine stijenke ne samo da smanjuje količinu materijala i vrijeme ciklusa, već također smanjuje vrijeme odmašćivanja i sinteriranja.

Nacrt - Postoji brizganje plastike, a mnoga poduzeća MIM-a ne trebaju nikakav nacrt. U verziji s praškastim materijalom lakše je koristiti polimerna ljepila iz kalupa nego većinu polimera za injekcijsko prešanje. Osim toga, MIM dijelovi se potpuno ohlade i skupljaju oko kalupa prije nego što se rasprše, jer je mješavini metalnog praha potrebno više vremena da se ohladi.

Potpora za sinteriranje - tijekom sinteriranja, MIM komponente moraju biti pravilno poduprte ili uvijene jer se mogu skupiti. Dizajniranjem ravne površine dijelova na istoj ravnini, može se koristiti standardna ravna potporna ladica. U suprotnom će možda biti potrebni skuplji prilagođeni nosači.