Discussione sulla tecnologia di stampaggio ad iniezione di polveri metalliche

Discussione sulla tecnologia di stampaggio ad iniezione di polveri metalliche

Lo stampaggio a iniezione di polvere (PIM) è composto da due parti di stampaggio a iniezione di polvere di metallo (MIM) e stampaggio a iniezione di polvere di ceramica (CIM), è una nuova tecnologia di preparazione di parti in metallo e ceramica, è la tecnologia di stampaggio a iniezione di plastica nel campo della metallurgia delle polveri e formò una nuova tecnologia di lavorazione delle parti.

Lo stampaggio a iniezione di polvere di ceramica (CIM) è un ramo della moderna tecnologia di stampaggio a iniezione di polvere (PIM), che presenta molti vantaggi tecnici e tecnologici speciali: la produzione di massa può essere rapida e automatica e il processo può essere controllato con precisione; A causa dello stampo di riempimento del flusso, la densità del verde è uniforme; A causa dell'iniezione ad alta pressione, il contenuto di polvere nella miscela è notevolmente aumentato, il restringimento del prodotto sinterizzato è ridotto, la dimensione del prodotto è precisa e controllabile, la tolleranza può raggiungere ±{{0}}.1 percento ~ 0,2 percento e le prestazioni sono superiori; Nessuna lavorazione meccanica o solo micro lavorazione, riduce i costi di preparazione; Può formare una forma complessa, con foro trasversale, foro obliquo, superficie concava e convessa, filo, parete sottile, difficile da tagliare le parti in ceramica di forma speciale, ha una vasta gamma di prospettive applicative.

In primo luogo, processo di stampaggio a iniezione di polvere

definizione

Lo stampaggio a iniezione di polvere di metallo consiste nel selezionare la polvere di metallo e il legante di resina che soddisfano i requisiti e mescolare la polvere e la resina in un pellet di iniezione uniforme a una certa temperatura. Dopo la granulazione, lo sbozzato di formatura ottenuto viene sinterizzato e densificato dopo il trattamento di sgrassaggio, e si ottiene il prodotto finale.

Questo è molto diverso dal tradizionale stampaggio a iniezione in quanto la polvere di metallo o ceramica viene utilizzata come materia prima. A causa della scarsa fluidità della polvere stessa, è necessario aggiungere una grande quantità di legante a una certa temperatura da miscelare in un'alimentazione uniforme e scorrevole, quindi ottenere una dimensione uniforme della particella.

Caratteristiche dell'applicazione

1, il costo dello stampo è molto elevato, soprattutto per la produzione di massa, lo stampo deve essere fabbricato con materiali ad alta resistenza all'usura e il costo del materiale è molto elevato;

2, alto costo degli ingredienti, molte fasi di processo, elevati requisiti di processo;

3, utilizzato principalmente sotto forma di prodotti complessi, difficili da lavorare con altri metodi o addirittura non lavorabili.

In secondo luogo, il confronto del processo

In terzo luogo, materiale granulare

La preparazione del pellet include

Polvere di metallo in polvere

La dimensione delle particelle della polvere metallica utilizzata nel processo MIM è generalmente 0.5~20μm; In teoria, più fine è la particella, maggiore è la superficie specifica, che è facile da formare e sinterizzare. Il tradizionale processo di metallurgia delle polveri utilizza una polvere più grossolana superiore a 40 μm.

Adesivo organico

Il ruolo dell'adesivo organico è quello di legare le particelle di polvere metallica, in modo che la miscela abbia proprietà reologiche e lubrificazione quando viene riscaldata nel cilindro della macchina di iniezione, vale a dire, il vettore che guida il flusso di polvere. Pertanto, la scelta dell'adesivo è il vettore di tutta la polvere. Pertanto, la selezione dell'adesione è la chiave dell'intero stampaggio a iniezione di polvere. Requisiti per gli adesivi organici:

1. Meno dosaggio e meno adesivo possono far sì che la miscela produca una migliore reologia;

2. Nessuna reazione, nessuna reazione chimica con la polvere metallica nel processo di rimozione dell'adesivo;

3. Facile da rimuovere, nessun residuo di carbonio nel prodotto.

aggregato

Indica un rapporto equilibrato tra polvere e legante, e la giusta proporzione tra i due è la chiave per determinare il successo o il fallimento dello stampaggio a iniezione. L'uso di leganti a basso peso molecolare riduce la viscosità ed è facile da formare. Le particelle qualificate devono essere in polvere uniformemente distribuite nel legante, non possono agglomerarsi o avere pori; La distribuzione non uniforme della polvere porterà a una viscosità incoerente delle particelle. Non favorevole alla formazione e alla sinterizzazione

(a) troppo legante, viscosità delle particelle piccole, contatto insufficiente tra particelle metalliche, grave deformazione dopo lo sgrassaggio e persino portare al collasso del prodotto;

(b) legante insufficiente, elevata viscosità delle particelle, molto difficile da iniettare, facile formazione di pori dopo lo sgrassaggio, facile formazione di crepe nel prodotto dopo la sinterizzazione;

(c) Criteri di aggiunta: si verifica un contatto puntuale tra le particelle di polvere, le particelle di polvere sono incollate insieme senza pressione esterna e lo spazio nel mezzo è riempito di adesivo;

In quarto luogo, materiale granulare: miscelazione

La miscelazione è il processo di miscelazione della polvere metallica con il legante per ottenere granuli uniformi. Poiché le proprietà del pellet determinano le prestazioni del prodotto finale per stampaggio a iniezione, la fase di miscelazione è molto importante.

Processo di miscelazione

(a) La polvere metallica o ceramica trattata in superficie viene aggiunta al legante e i due vengono miscelati uniformemente per ottenere un sistema di polvere composita;

(b) La polvere composita viene riscaldata per fondere il legante;

(c) Il legante liquido entra nell'aggregato di particelle di polvere attraverso l'azione capillare, lubrifica le particelle di polvere e agglomera le particelle sotto l'azione della forza di taglio della vite per ottenere la decomposizione del blocco di tenuta e mantiene la miscelazione uniforme.

(d) Se la polvere di lega si ossida, con conseguente errore di miscelazione.

(e) Al fine di garantire che le particelle siano uniformi, le particelle di polvere sono di forma piccola o irregolare e il tempo di miscelazione deve essere aumentato di conseguenza per ottenere una miscelazione uniforme. Il tempo di miscelazione aumenta, l'uniformità della miscela aumenta, ma la resina è facile da ossidare e decomporsi e il tempo di miscelazione viene ridotto il più possibile sotto la premessa di alcuni metalli o uniformità.

(f) I pellet dopo la miscelazione vengono lavorati dal frantoio o dalla macchina di granulazione (generalmente trasformati in particelle di circa 3 mm) nell'alimentazione dello stampaggio ad iniezione.

Cinque, stampaggio ad iniezione

Lo stampaggio ad iniezione è sottoposto a una certa pressione e temperatura, attraverso lo stantuffo o la spinta della vite, l'uniformità del flusso e della temperatura del fuso granulare nella cavità dello stampo riempita, il fuso solidificato e raffreddato in condizioni controllate fino all'uscita della billetta di iniezione dalla cavità dello stampo per formare una forma e una struttura complesse tridimensionali. Questa fase è completamente diversa dalla pressoformatura nella metallurgia tradizionale ed è simile al processo di formatura nell'industria della plastica.

1. Durante l'iniezione, l'ugello è vicino al percorso del flusso, la vite viene spinta in avanti, il cilindro di alimentazione viene estruso dopo la pressione e la cavità dello stampo viene riempita; Quando c'è abbastanza alimentazione per riempire la cavità dello stampo, la vite smette di ruotare. Il riempimento ideale dello stampo consiste nel riempire gradualmente la cavità dello stampo lungo la parete dello stampo e la billetta spessa richiede che la vite avanzi più velocemente e la parte sottile è viceversa.

>La velocità di riempimento è troppo elevata, con conseguenti iniezioni, bolle, segni di saldatura o riempimento incompleto (l'aria non può fuoriuscire). (L'elevata pressione di iniezione e la velocità di riempimento dello stampo, la bassa viscosità di alimentazione sono tutte cause dell'iniezione)

>Una velocità di riempimento troppo lenta porterà a un raffreddamento prematuro dell'alimentazione, con conseguente riempimento incompleto e sparo corto. (Anche un controllo improprio della temperatura di iniezione del pellet può causare questo fenomeno)

2. Quando la vite raggiunge l'ugello superiore, il processo di pressurizzazione dell'alimentazione è il processo di mantenimento della pressione. · Lo stampaggio ad iniezione termina con l'estrazione dello sbozzato dallo stampo.

>La temperatura di apertura dello stampo deve essere inferiore alla temperatura critica richiesta per mantenere la forma del semilavorato quando viene sformato.

>La pressione di apertura deve essere inferiore alla grande pressione richiesta affinché il semilavorato di formatura si rilasci senza incollarsi.

>La pressione e la temperatura di apertura dello stampo devono avere un certo intervallo, non possono deformare il prodotto, incollare lo stampo, graffiare lo stampo o formare fori di restringimento o depressioni sulla superficie del prodotto.

Sei, sgrassante

Lo sgrassaggio è una fase unica nello stampaggio a iniezione di polvere metallica, che richiede la rimozione di circa il 30 percento -50 percento (frazione di volume) del legante dalla billetta, completamente diversa dalla rimozione di una piccola quantità di tensioattivi nella polvere tradizionale metallurgia.

Due processi fondamentali

(1) Decomposizione termica → processo di reazione chimica del legante;

(2) Trasferimento di gas di decomposizione alla superficie della lastra nell'atmosfera esterna → processo fisico di trasferimento di calore e massa.
7. Sinterizzazione

Il tradizionale compatto di metallurgia delle polveri ha generalmente una densità relativa superiore al 90 percento prima della sinterizzazione e la completa densificazione deve eliminare solo circa il 10 percento dei pori. Dopo lo sgrassaggio, la densità relativa della billetta per stampaggio a iniezione di polvere è solo del 60 percento prima della sinterizzazione e la sua natura di sinterizzazione è la sinterizzazione di polvere sciolta, che aumenta la difficoltà. Criteri di successo della sinterizzazione del prodotto per lo stampaggio a iniezione di polvere metallica: garantire l'accuratezza e le prestazioni del prodotto con controllabilità e ripetibilità della premessa, in modo che la sua densità soddisfi i requisiti.

Durante la sinterizzazione si verifica un forte restringimento e, sebbene questo restringimento sia lo scopo principale della sinterizzazione, porta anche alla deformazione. → Processo di modellatura della sinterizzazione per garantire l'accuratezza del prodotto

◆ Controllare la velocità di riscaldamento può promuovere le parti compatte.

1) Il riscaldamento lento fa prevalere la diffusione superficiale nella fase di sinterizzazione a bassa temperatura, ma è difficile addensare la billetta consumando la forza motrice della sinterizzazione.

2) Il riscaldamento rapido a un certo intervallo di temperatura, in cui la diffusione del volume diventa attiva, e il riscaldamento rapido può controllare la crescita del grano, mentre anche i pori si evolvono e si restringono.

◆ La fase liquida viene prodotta durante la sinterizzazione per contribuire all'addensamento delle billette.

1) La fase liquida aumenta la velocità di trasferimento del materiale, con conseguente sinterizzazione più rapida;

2) La fase liquida esercita una forza capillare sulle particelle, che è la stessa di una grande pressione esterna;

3) La fase liquida desiderata può essere formata fondendo uno dei componenti.

◆ Processo di sinterizzazione

1) Fase iniziale: formazione e crescita del collo di sinterizzazione;

2) Stadio intermedio: il collo di sinterizzazione cresce, formando una rete di pori connessi al bordo del grano;

3) Fase finale: la geometria dei pori diventa cilindrica, lasciando solo pochi piccoli pori sul bordo grano.