Quali sono i metodi per sgrassare MIM?

Quali sono i metodi per sgrassare MIM?

Lo sgrassaggio MIM significa che per realizzare prodotti con forme complesse come l'iniezione di plastica, dobbiamo aggiungere materiali iniettabili, come cera o alcuni ingredienti plastici, nella polvere di metallo. Tuttavia, questi additivi (o leganti) non sono necessari per i nostri prodotti finali, quindi è necessario rimuovere questi leganti in qualche modo dopo lo stampaggio. Questo processo è chiamato sgrassaggio (o deceratura).

Dall'emergere della tecnologia MIM, con i diversi sistemi di leganti, si è formata una varietà di percorsi di processo MIM e metodi di sgrassaggio. Il tempo di sgrassaggio è stato ridotto dai primi giorni alle ore presenti. In termini di fasi di sgrassaggio, tutti i metodi di sgrassaggio possono essere approssimativamente suddivisi in due categorie: una è il metodo di sgrassaggio in due fasi. Il metodo di sgrassaggio in due fasi include lo sgrassaggio con solvente più lo sgrassaggio termico, lo sgrassaggio a sifone - lo sgrassaggio termico, ecc. Il metodo di sgrassaggio in una fase è principalmente il metodo di sgrassaggio termico in una fase. Attualmente, il metodo più avanzato è il metodo di sgrassaggio catalitico Catamold. Ecco alcuni tipici metodi di sgrassaggio MIM.

1 Sgrassaggio con metodo Wiech

Il metodo Wiech è rappresentato dal brevetto inventato da Wiech nel 1980 ed è stato più volte migliorato. Possono essere chiamati metodi Wiech (1), Wiech (2) e Wiech (3). Il legante utilizzato da Wiech è il sistema di legante a base di cera più comunemente utilizzato in MIM, che contiene uno o più componenti. Il processo di base del metodo Wiech (1) è: in primo luogo, posizionare il grezzo formatore MIM in un contenitore vuoto, riscaldarlo alla temperatura di flusso del legante o al di sopra di questa temperatura, quindi aggiungere lentamente il solvente sotto forma di gas nel contenitore dove si trova la formatura. Il solvente gassoso entra nel grezzo di formatura per sciogliere il legante. Quando il legante è disciolto in una certa misura, la soluzione solvente del legante fuoriesce dalla rottura della formatura. Il solvente gassoso può rimuovere la maggior parte del legante senza incrinarsi o fratturarsi. La preforma con la maggior parte del legante rimosso viene immersa nel solvente liquido per rimuovere la parte rimanente del legante. A causa del canale energetico dei pori formato dallo sgrassaggio con solvente gassoso, la seconda fase dello sgrassaggio con solvente per immersione è molto veloce e non si verificheranno crepe e difetti. Infine la preforma viene preriscaldata per rimuovere parte del legante residuo e parte del solvente, e si ottiene il prodotto finito per sinterizzazione. Il metodo Wiech (1) impiega solo 3 giorni per sgrassare con solvente gassoso e l'efficienza di sgrassaggio è molto bassa. E poiché la temperatura di sgrassaggio è superiore alla temperatura di flusso del legante, la deformazione è più grave. Wiech ha inventato il metodo Wiech (3) nel 1981. Il processo di base è: mettere la preforma MIM in un contenitore di gas inerte e regolare la temperatura e il flusso di gas per rendere la pressione di vapore del legante nella preforma superiore alla pressione del atmosfera nel contenitore, in modo che il legante possa evaporare dal processo di formatura ed entrare nell'atmosfera del contenitore. Una parte indipendente nel contenitore viene utilizzata per condensare e raccogliere il legante. La velocità di rimozione del legante può essere controllata regolando la velocità di condensazione. Per gli adesivi multicomponenti, possono anche essere evaporati selettivamente e gradualmente regolando la temperatura e la pressione nel contenitore. Questo processo richiede circa un giorno o più. Wiech ha inventato il metodo Wiech (2) nel 1981. Come primo passo è stato adottato lo sgrassaggio a sifone. La preforma MIM è stata posta sul materiale del sifone, riscaldata lentamente a 200 gradi per 3 ore per rimuovere la maggior parte del legante, quindi la preforma è stata messa nel forno in un'atmosfera di idrogeno atmosferico ad una velocità da circa 3 gradi/min a circa 800 laurea per ulteriore sgrassaggio e presinterizzazione. L'intero processo di sgrassaggio è durato circa 10 ore. In questo modo, Wiech utilizza effettivamente tre forme di sgrassaggio in due fasi, prima lo sgrassaggio a vapore di solvente, quindi l'evaporazione e quindi lo sgrassaggio a sifone come primo passaggio, riducendo il tempo di sgrassaggio dai primi tre giorni a 10 ore. Tuttavia, altre persone hanno alcune carenze. Il metodo Wiech (1) è inefficiente e la billetta di formatura è facile da deformare. La pressione atmosferica nel forno di sgrassaggio del metodo Wiech (2) deve essere accuratamente controllata e il metodo di evaporazione è difficile da utilizzare per il componente legante con grande peso molecolare. Il metodo Wiech (3) ha i problemi che il materiale di risposta arcobaleno aderisce al grezzo formato e inquina il grezzo formato.

2 Sgrassaggio Injectamax

Johnson dell'azienda americana di stampaggio a iniezione di metalli AMAX ha inventato il metodo Injectamax nel 1988. Il principale vantaggio di questo metodo è che è veloce nello sgrassaggio e non provoca crepe. Il legante è costituito da almeno due componenti. Durante lo sgrassaggio, viene selezionato un solvente per dissolvere selettivamente prima i componenti solubili nel legante, mentre i componenti insolubili sono insolubili. In questo modo si apre il canale dei pori e quindi si rimuove il legante rimanente mediante sgrassaggio termico. Il legante utilizzato in questo metodo è generalmente composto da olio vegetale, paraffina e resina termoplastica e l'olio e la paraffina vengono prima rimossi con solvente tricloroetano. L'intero processo di sgrassaggio richiede solo 6 ore ed è un metodo di sgrassaggio rapido. Questo processo in due fasi di sgrassaggio con solvente e sgrassaggio termico è un metodo di produzione attualmente adottato dalla maggior parte delle aziende e dei produttori MIM grazie alla sua semplicità, al basso investimento e all'elevata efficienza.

3 Sgrassaggio per dissoluzione in acqua

Il metodo di dissoluzione in acqua si basa sul legante idrosolubile sviluppato negli anni '90, che è simile allo sviluppo diretto del metodo in due fasi Injectamax (sgrassaggio con solvente più sgrassaggio termico). A causa dei problemi di tossicità e di recupero dei solventi chimici, se come solvente può essere utilizzata acqua a basso costo e non inquinante, il livello del processo MIM può essere notevolmente migliorato. Cao ha sviluppato una soluzione polimerica solida in grado di rimuovere l'80 percento di polietilenglicole immergendolo in acqua distillata disossidata per circa 16 ore, quindi rimuovere il legante rimanente mediante sgrassaggio termico. Anwar e Yang hanno anche lavorato con il sistema legante polietilenglicole più polimetilmetacrilato. Aumentando la temperatura dell'acqua a 60-80 gradi, più del 95 percento del polietilenglicole può essere rimosso a quest'ora. Bialo ha sviluppato un'altra forma di legante idrosolubile, che utilizza il poliossietilene come parte idrosolubile. La sua formula legante è il 76 percento di poliossietilene più il 23 percento di cera di polietilene - 1 percento di acido stearico. La maggior parte del poliossietilene può essere rimossa immergendo la preforma in acqua per 60-70 minuti. Poiché l'acqua è economica, non tossica e non inquinante, la dissoluzione dell'acqua è il metodo di sgrassaggio più economico ed ecologico. Tuttavia, il legante idrosolubile presenta il problema dell'assorbimento d'acqua, che porta alla necessità di dispositivi speciali per lo stoccaggio e il trasporto di mangimi MIM. Inoltre, sono pochi i polimeri compatibili con la parte solubile in acqua (come il polietilenglicole) del legante solubile in acqua, che tende a rigonfiarsi durante la miscelazione, e il tempo di miscelazione dell'alimentazione è molto lungo. Pertanto, sebbene il metodo insolubile sia stato introdotto per cinque anni, è ancora in fase di laboratorio e non è stato utilizzato nella produzione vera e propria.

4 Sgrassaggio catalitico Catamold

Il metodo Catamold è un metodo di sgrassaggio in una fase del MIM sviluppato da Bloemacher di BSAF in Germania all'inizio degli anni '90. È un metodo di sgrassaggio catalitico. Il principio di funzionamento dello sgrassaggio catalitico MIM e la principale caratteristica tecnica di questo metodo sono che la resina di poliformaldeide viene utilizzata come legante e lo sgrassaggio catalitico è veloce in atmosfera acida. La resina di poliformaldeide a catena lunga viene utilizzata come legante e la polarità della resina di poliformaldeide viene utilizzata per collegare la polvere di metallo, che può essere adatta per un'ampia gamma di tipi di polvere. La resina polialdeide si decompone in formaldeide sotto la catalisi dell'atmosfera acida. Questa reazione di decomposizione avviene rapidamente al di sopra dei 110 gradi. È una transizione gas-solido diretta, che favorisce il controllo della deformazione verde e garantisce l'accuratezza dimensionale dopo la sinterizzazione. Lo sgrassaggio catalitico viene effettuato all'interfaccia tra atmosfera e legante. Non c'è gas nel grezzo di formatura e la velocità di avanzamento dell'interfaccia di reazione può raggiungere 1-4 mm/h. La tedesca CREMER ha progettato un sistema di forni continui di sgrassaggio e sinterizzazione per il metodo di sgrassaggio Catamold. Il processo operativo è: posizionare il guasto che forma MIM nella prima zona di riscaldamento dello sgrassaggio e riscaldarlo a 86 gradi sotto atmosfera di azoto per evitare la condensazione di acido nitrico sulla billetta nel successivo processo di sgrassaggio catalitico. Quindi la preforma viene spostata nell'area di sgrassaggio catalitico per decomporre la resina di poliformaldeide in formaldeide. Dopo lo sgrassaggio iniziale, la billetta entra nel forno di sinterizzazione attraverso la prima camera di pulizia e il legante residuo viene rimosso nella prima zona di riscaldamento del forno di sinterizzazione. Successivamente, la sinterizzazione viene eseguita sotto l'azione di azoto, idrogeno, argon, ammoniaca decomposta e alcune altre miscele. Attualmente, ci sono diversi produttori di forni di sgrassaggio catalitico MIM in Cina. Una caratteristica importante del metodo Catamold è che il catalizzatore viene utilizzato per lo sgrassaggio e la fase liquida non appare durante lo sgrassaggio, il che evita la debolezza dei prodotti MIM che sono soggetti a deformazioni e difficili da controllare l'accuratezza delle dimensioni. È un importante passo avanti nel settore MIM e, poiché si tratta di uno sgrassaggio catalitico, il tempo di sgrassaggio viene notevolmente ridotto, riducendo così i costi. E l'applicazione del metodo metamold può produrre componenti MIM di dimensioni maggiori. Il sistema di sgrassaggio e sinterizzazione in continuo di CREMER può realizzare una produzione continua, rendendo MIM una tecnologia PM competitiva vicino alla formatura della rete.

Il metodo Catamold è il metodo di sgrassaggio MIM più avanzato attualmente applicato nella produzione industriale. Tuttavia, questo metodo presenta problemi come la corrosione delle apparecchiature in atmosfera acida e il trattamento dei gas di scarico e il costo di investimento delle apparecchiature è superiore rispetto ad altri metodi.

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