Processo di stampaggio ad iniezione di metalli

Il processo di stampaggio a iniezione di metalli (Metal Powder Injection Moulding Technology, in breve MIM) è un nuovo tipo di tecnologia di stampaggio a forma quasi netta della metallurgia delle polveri, formata introducendo la moderna tecnologia di stampaggio a iniezione di materie plastiche nel campo della metallurgia delle polveri.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. è una collezione di stampaggio a iniezione di metalli in lega di rame, stampaggio a iniezione di metalli a base di ferro, stampaggio a iniezione di metalli a base di acciaio inossidabile, stampaggio a iniezione di metalli in lega di alluminio, stampaggio a iniezione di metalli in lega di nichel, iniezione di metalli in lega di cobalto stampaggio, stampaggio a iniezione di metalli in lega di tungsteno Un'impresa high-tech completa che integra ricerca e sviluppo, produzione e vendita di stampaggio a iniezione, stampaggio a iniezione di metalli in carburo cementato e parti strutturali di metallurgia delle polveri.

Prodotto Descriptazione

1. Standard di attuazione: l'azienda applica rigorosamente la certificazione ISO9001, ISO14001, IATF16949

I prodotti hanno superato la certificazione di ROHS, FDA EU, ecc.

2. Norme sui materiali del prodotto: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Processi principali: stampaggio ad iniezione di metalli MIM, metallurgia delle polveri PM, microfusione, pressofusione di alluminio,

4. Materiali disponibili per la metallurgia delle polveri:

Leghe di rame, basi di ferro, leghe di titanio, basi di acciaio inossidabile, leghe di alluminio, leghe di nichel, leghe di cobalto, leghe di tungsteno, carburi cementati, leghe idrossilate, materiali magnetici morbidi e stampa 3D possono essere personalizzate in base alle esigenze del cliente.

Tecnologia dell'artigianato

Il processo di base del processo di stampaggio ad iniezione di metalli è il seguente: in primo luogo, la polvere solida e il legante organico vengono miscelati uniformemente e, dopo la granulazione, vengono iniettati nella cavità dello stampo da una macchina per lo stampaggio ad iniezione nello stato di riscaldamento e plastificazione (~ 150 gradi C) solidificare e formare, quindi utilizzare Il legante nel grezzo formato viene rimosso per decomposizione chimica o termica, ed infine si ottiene il prodotto finale per sinterizzazione e densificazione. Rispetto ai processi tradizionali, ha le caratteristiche di alta precisione, organizzazione uniforme, prestazioni eccellenti e basso costo di produzione. I suoi prodotti sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria dell'informazione elettronica, nelle apparecchiature biomediche, nelle apparecchiature per ufficio, nelle automobili, nei macchinari, nell'hardware, nelle attrezzature sportive, nell'industria dell'orologeria, nelle armi e nelle industrie aerospaziali. Pertanto, si ritiene generalmente che lo sviluppo di questa tecnologia porterà a una rivoluzione nella tecnologia di formatura e lavorazione delle parti ed è conosciuta come "la tecnologia di formatura delle parti più popolare oggi" e "la tecnologia di formatura nel 21° secolo"

Storia e situazione attuale

È stato inventato da Parmatech in California nel 1973. All'inizio degli anni '80, anche molti paesi in Europa e Giappone hanno investito molte energie per studiare questa tecnologia, ed è stata rapidamente promossa. Soprattutto a metà-1980, questa tecnologia si è sviluppata a passi da gigante dalla sua industrializzazione e aumenta a un ritmo sorprendente ogni anno. Finora, ci sono più di 100 aziende in più di 10 paesi e regioni come gli Stati Uniti, l'Europa occidentale e il Giappone, che sono impegnate nello sviluppo di prodotti, nella ricerca e nella vendita di questa tecnologia. Il Giappone è molto attivo nella competizione e ha prestazioni eccezionali. Molte grandi società hanno partecipato alla promozione dell'industria MIM, tra cui Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong special steel, ecc. Attualmente, ci sono più di 40 aziende specializzate nel L'industria MIM in Giappone e il valore totale delle vendite dei loro prodotti industriali MIM ha già superato quello dell'Europa e sta raggiungendo gli Stati Uniti. Finora, più di 100 aziende in tutto il mondo sono state impegnate nello sviluppo del prodotto, nella ricerca e nella vendita di questa tecnologia. La tecnologia MIM è quindi diventata il settore tecnologico di frontiera più attivo nella nuova industria manifatturiera. È rappresentato dalla tecnologia pionieristica dell'industria metallurgica mondiale. La tecnologia MIM è la direzione principale dello sviluppo della tecnologia della metallurgia delle polveri.

Caratteristiche del processo

La tecnologia del processo di stampaggio a iniezione di metalli è un prodotto che integra la tecnologia di stampaggio della plastica, la chimica dei polimeri, la tecnologia della metallurgia delle polveri e la scienza dei materiali metallici e altre discipline. , Le parti strutturali tridimensionali a forma complessa possono materializzare rapidamente e accuratamente idee di design in prodotti con determinate caratteristiche strutturali e funzionali e possono produrre direttamente parti in serie, che è una nuova rivoluzione nel settore della tecnologia di produzione. Questa tecnologia di processo non solo presenta i vantaggi di un processo di metallurgia delle polveri meno convenzionale, nessun taglio o meno taglio, elevati vantaggi economici, ma supera anche le carenze dei tradizionali prodotti di metallurgia delle polveri, materiali irregolari, basse proprietà meccaniche, pareti sottili difficili da formare e strutture complesse. Particolarmente adatto per la produzione in serie di parti piccole, complesse e metalliche con requisiti speciali. Il processo tecnologico è legante → miscelazione → stampaggio ad iniezione → sgrassaggio → sinterizzazione → post-lavorazione.

Preparazione della materia prima: il primo passo è preparare una miscela di polvere di metallo e polimero. Il metallo in polvere utilizzato qui è molto migliore del metallo in polvere utilizzato nei tradizionali processi di metallurgia delle polveri (di solito inferiore a 20 micron). La polvere di metallo viene miscelata con un legante termoplastico caldo, raffreddata e quindi pellettizzata in una materia prima omogenea in forma granulare. La materia prima risultante è tipicamente il 60% di metallo e il 40% di polimero in volume.

Stampaggio a iniezione: le materie prime in polvere vengono stampate utilizzando le stesse attrezzature e stampi dello stampaggio a iniezione di plastica. Tuttavia, la cavità dello stampo è progettata per essere circa il 20% più alta per tenere conto del ritiro della parte durante la sinterizzazione. In un ciclo di stampaggio a iniezione, la materia prima viene fusa e iniettata in una cavità dello stampo dove si raffredda e si solidifica nella forma del pezzo. La parte "verde" modellata viene spuntata e quindi pulita per rimuovere tutti i glitter.

Sgrassaggio con solvente: questo passaggio rimuove il legante polimerico dal metallo. In alcuni casi, viene eseguito prima lo sgrassaggio con solvente, in cui la parte "verde" viene posta in un bagno d'acqua o chimico per sciogliere la maggior parte dell'adesivo. Dopo (al posto di) questo passaggio, viene eseguito il deceraggio termico o la pre-sinterizzazione. La parte "verde" è stata riscaldata in un forno a bassa temperatura per rimuovere il legante polimerico per evaporazione. Di conseguenza, le restanti parti metalliche "marroni" conterranno circa il 40 percento dello spazio.

• Sinterizzazione:Il passaggio finale consiste nel sinterizzare la parte "marrone" in un forno ad alta temperatura (fino a 2500*F) per ridurre lo spazio vuoto a circa il 1-5 percento, risultando in un'alta densità (95-99 percento) parte metallica. Il forno utilizza un gas inerte a una temperatura prossima all'85% del punto di fusione del metallo. Questo metodo rimuove i pori dal materiale, riducendo la parte al 75-85 percento delle sue dimensioni come stampate. Tuttavia, questo restringimento si verifica in modo uniforme e può essere previsto con precisione. La parte risultante mantiene la forma originale stampata con tolleranze elevate, ma ora è più densa.

Dopo il processo di sinterizzazione, non sono necessarie operazioni secondarie per migliorare le tolleranze o la finitura superficiale. Tuttavia, proprio come le parti in metallo fuso, è possibile eseguire più operazioni secondarie per aggiungere caratteristiche, migliorare le proprietà dei materiali o assemblare altre parti. Ad esempio, le parti metalliche stampate ad iniezione possono essere lavorate, trattate termicamente o saldate.

La maggior parte delle regole di progettazione dello stampaggio a iniezione si applicano ancora durante la progettazione di parti da produrre utilizzando lo stampaggio a iniezione di metallo. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni o aggiunte, come ad esempio:

Spessore della parete: come per lo stampaggio a iniezione di plastica, lo spessore della parete deve essere ridotto al minimo e mantenuto uniforme per tutto il tempo. In particolare, nel processo di stampaggio a iniezione di metalli, la riduzione al minimo dello spessore delle pareti non solo riduce il volume del materiale e il tempo ciclo, ma riduce anche il tempo di sgommatura e sinterizzazione.

A differenza dello stampaggio a iniezione di plastica, molte parti stampate a iniezione di metallo utilizzano leganti polimerici per materiali in polvere che sono più facili da rilasciare rispetto agli stampi. Inoltre, le parti stampate a iniezione di metallo vengono espulse prima che si raffreddino completamente e le caratteristiche dello stampo si restringono perché la polvere di metallo nella miscela impiega più tempo a raffreddarsi.

• Supporto alla sinterizzazione:Durante il processo di sinterizzazione, le parti metalliche stampate ad iniezione devono essere adeguatamente supportate, altrimenti possono torcersi mentre si restringono. I vassoi piatti standard possono essere utilizzati progettando parti con superfici piane sullo stesso piano. In caso contrario, potrebbe essere necessario un supporto personalizzato più costoso.

• Post produzione:Per le parti con requisiti dimensionali più precisi, è necessaria la post-elaborazione necessaria. Questo processo è lo stesso del processo di trattamento termico dei prodotti in metallo convenzionali.

• Caratteristiche del processo MIM:

Confronto tra processo MIM e altri processi di elaborazione

La dimensione delle particelle della polvere grezza utilizzata in MIM è 2-15 μm, mentre la dimensione delle particelle della polvere grezza della metallurgia delle polveri tradizionale è principalmente 50-100 μm. Il prodotto finito del processo MIM ha un'elevata densità grazie all'uso di polveri fini. Il processo MIM presenta i vantaggi del tradizionale processo di metallurgia delle polveri e l'alto grado di libertà nella forma non può essere raggiunto dal tradizionale processo di metallurgia delle polveri. La metallurgia delle polveri tradizionale è limitata alla resistenza e alla densità di riempimento dello stampo e la forma è per lo più cilindrica bidimensionale.

Il tradizionale processo di de-essiccamento della colata di precisione è una tecnologia estremamente efficace per realizzare prodotti con forme complesse. Negli ultimi anni l'utilizzo di anime ceramiche può essere utilizzato per completare prodotti finiti con fessure e fori profondi. Tuttavia, a causa della resistenza del nucleo ceramico e della limitazione della fluidità della soluzione di colata, il processo presenta ancora alcune difficoltà tecniche. In generale, questo processo è più adatto per la produzione di parti di grandi e medie dimensioni e il processo MIM è più adatto per parti piccole e di forma complessa. Elementi di confronto Processo di produzione Processo MIM Processo tradizionale di metallurgia delle polveri Dimensione delle particelle di polvere (μm) 2-1550-100 Densità relativa ( percento ) 95-9880-85 Peso del prodotto (g) Inferiore o uguale a 400 grammi 10-centinaia di prodotti forma Forma complessa tridimensionale Forma semplice bidimensionale Proprietà meccaniche pro e contro.

Il confronto tra il processo MIM e il tradizionale processo di pressofusione della metallurgia delle polveri viene utilizzato per materiali con basso punto di fusione e buona fluidità del liquido di colata come alluminio e leghe di zinco. I prodotti di questo processo hanno forza, resistenza all'usura e resistenza alla corrosione limitate a causa delle limitazioni del materiale. Il processo MIM può elaborare più materie prime.

Il processo di microfusione, sebbene la precisione e la complessità dei suoi prodotti siano migliorate negli ultimi anni, è ancora inferiore al processo di deceratura e al processo MIM. Lo stampaggio a polvere è uno sviluppo importante ed è stato applicato alla produzione in serie di bielle. Tuttavia, in generale, il costo del trattamento termico e la durata dello stampo nel progetto di forgiatura sono ancora problematici, che devono ancora essere ulteriormente risolti.

Il metodo di lavorazione tradizionale e il recente miglioramento della sua capacità di lavorazione mediante l'automazione hanno fatto grandi progressi in termini di efficacia e precisione, ma le procedure di base sono ancora inseparabili dalla lavorazione passo-passo (tornitura, piallatura, fresatura, rettifica, foratura, lucidatura, ecc.) per completare la forma del pezzo. La precisione di lavorazione del metodo di lavorazione è molto migliore rispetto ad altri metodi di lavorazione, ma poiché l'utilizzo effettivo dei materiali è basso e il completamento della sua forma è limitato da attrezzature e strumenti, alcune parti non possono essere lavorate. Al contrario, MIM può utilizzare efficacemente i materiali senza limitazioni. Per la produzione di parti di precisione piccole e di forma difficile, il processo MIM ha un costo inferiore e una maggiore efficienza rispetto alla lavorazione meccanica ed è altamente competitivo.

La tecnologia MIM non è quella di competere con i metodi di lavorazione tradizionali, ma di sopperire alle carenze tecniche dei metodi di lavorazione tradizionali o ai difetti che non possono essere prodotti. La tecnologia MIM può giocare i suoi punti di forza nel campo dei pezzi realizzati con metodi di lavorazione tradizionali. I vantaggi tecnici del processo MIM nella produzione di parti possono formare parti strutturali con strutture altamente complesse.

La tecnologia di stampaggio a iniezione utilizza la macchina a iniezione per iniettare il prodotto grezzo per garantire che il materiale sia completamente riempito con la cavità dello stampo, il che garantisce anche la realizzazione della struttura altamente complessa del pezzo. In passato, nella tecnologia di lavorazione tradizionale, i singoli componenti venivano prima realizzati e poi assemblati in componenti. Quando si utilizza la tecnologia MIM, si può considerare che si integri in un unico pezzo completo, il che riduce notevolmente i passaggi e semplifica la procedura di elaborazione. Rispetto ad altri metodi di lavorazione dei metalli, MIM ha un'elevata precisione dimensionale e non richiede lavorazioni secondarie o solo una piccola quantità di finitura.

Il processo di stampaggio a iniezione può formare direttamente parti strutturali complesse e con pareti sottili, la forma del prodotto è vicina ai requisiti del prodotto finale e la tolleranza dimensionale delle parti viene generalmente mantenuta a circa ±0.{ {2}}±{3}}.3. Soprattutto per ridurre i costi di lavorazione delle leghe dure che sono difficili da lavorare, è di grande importanza ridurre la perdita di lavorazione dei metalli preziosi. Il prodotto ha microstruttura uniforme, alta densità e buone prestazioni.

Durante il processo di pressatura, a causa dell'attrito tra la parete dello stampo e la polvere e tra la polvere e la polvere, la distribuzione della pressione di pressatura è molto irregolare, il che porta alla microstruttura irregolare del grezzo pressato, che causerà la metallurgia delle polveri pressate parti da essere Il ritiro non è uniforme durante il processo di sinterizzazione, quindi è necessario abbassare la temperatura di sinterizzazione per ridurre questo effetto, con conseguente grande porosità, scarsa compattezza del materiale e bassa densità, che influiscono gravemente sulle proprietà meccaniche del prodotto. Al contrario, il processo di stampaggio ad iniezione è un processo di stampaggio fluido. L'esistenza del legante garantisce la distribuzione uniforme della polvere, che può eliminare le irregolarità della microstruttura del grezzo, e quindi far raggiungere la densità del prodotto sinterizzato alla densità teorica del materiale. In generale, la densità del prodotto pressato può raggiungere solo l'85 percento della densità teorica. L'alta densità del prodotto può aumentare la resistenza, rafforzare la tenacità, migliorare la duttilità, la conduttività elettrica e termica e migliorare le proprietà magnetiche. Alta efficienza, facile da realizzare su larga scala e produzione su larga scala.

Lo stampo in metallo utilizzato nella tecnologia MIM ha una durata paragonabile a quella degli stampi per stampaggio a iniezione di plastica tecnica. MIM è adatto per la produzione in serie di parti grazie all'uso di stampi in metallo. Poiché il grezzo del prodotto è formato dalla macchina ad iniezione, l'efficienza di produzione è notevolmente migliorata, il costo di produzione è ridotto e la coerenza e la ripetibilità del prodotto stampato ad iniezione sono buone, fornendo così una garanzia per l'industria su larga scala e su larga scala produzione. Ampia gamma di materiali applicabili e ampi campi di applicazione (a base di ferro, acciaio bassolegato, acciaio rapido, acciaio inossidabile, leghe per valvole di grammo, carburo cementato).

I materiali che possono essere utilizzati per lo stampaggio ad iniezione sono molto ampi. In linea di principio, qualsiasi materiale in polvere che può essere versato ad alta temperatura può essere formato in parti mediante il processo MIM, inclusi materiali difficili da lavorare e materiali ad alto punto di fusione nei processi di produzione tradizionali. Inoltre, MIM può anche condurre ricerche sulla formulazione dei materiali in base alle esigenze degli utenti, produrre materiali in lega in qualsiasi combinazione e formare materiali compositi in parti. I campi di applicazione dei prodotti di stampaggio ad iniezione si sono estesi a tutti i settori dell'economia nazionale e hanno ampie prospettive di mercato.

Processo post casting

1. Trattamento termico: ricottura, carbonizzazione, rinvenimento, tempra, normalizzazione, rinvenimento superficiale

2. Attrezzature per la lavorazione: CNC, WEDM, tornio, fresatrice, perforatrice, smerigliatrice, ecc.;

3. Trattamento superficiale: polverizzazione a spruzzo, cromatura, verniciatura, sabbiatura, nichelatura, zincatura, annerimento, lucidatura, brunitura, ecc.

Stampi e dispositivi di ispezione

1. Durata dello stampo: solitamente semipermanente. (tranne schiuma persa)

2. Tempi di consegna dello stampo: 10-25 giorni (in base alla struttura del prodotto e alle dimensioni del prodotto).

3. Manutenzione di utensili e stampi: Zhongwei è responsabile delle parti di precisione.

Controllo di qualità

1. Controllo di qualità: il tasso di difettosità è inferiore a 0,1 percento .

2. I campioni e la corsa di prova saranno ispezionati al 100% durante la produzione e prima della spedizione, l'ispezione del campione per la produzione in serie secondo gli standard ISDO o i requisiti del cliente

3. Apparecchiature di prova: rilevamento dei difetti, analizzatore di spettro, analizzatore di immagini dorate, macchina di misura a tre coordinate, apparecchiature per prove di durezza, macchina per prove di trazione.

Applicazione

(1) Computer e sue strutture ausiliarie: come parti di stampanti, nuclei magnetici, perni di battuta, parti di trasmissione, ecc.;

(2) Strumenti: come punte da trapano, teste di taglio, ugelli, trapani a pistola, frese a spirale, punzoni, bussole, chiavi inglesi, utensili elettrici, utensili manuali, ecc.;

(3) Elettrodomestici: come casse di orologi, catene di orologi, spazzolini da denti elettrici, forbici, ventilatori, teste da golf, maglie di gioielli, morsetti per penne a sfera, punte di utensili da taglio e altre parti;

(4) Parti per macchinario medico: come telaio ortodontico, forbici, pinzette, ecc.;

(5) Parti militari: coda di missili, parti di armi, testate, copertura antidroga, parti di spoletta, ecc.;

(6) Parti elettriche: imballaggi elettronici, micromotori, parti elettroniche, dispositivi sensori, ecc.;

(7) Parti meccaniche: come macchine per l'allentamento del cotone, macchine tessili, aggraffatrici, macchine per ufficio, ecc.;

(8) Parti automobilistiche e marine: come anello interno della frizione, manicotto della forcella, manicotto del distributore, guida della valvola, mozzo sincrono, parti dell'airbag, ecc.

Nell'applicazione di ingranaggi in plastica per smerigliatrici elettriche, Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 speciali tecnopolimeri per ingranaggi resistenti all'usura e silenziosi possono aiutarti a risolvere i problemi di insufficiente resistenza all'usura e resistenza alla fatica e rumore relativamente forte di POM e nylon convenzionali materiali per ingranaggi.

In quanto plastica tecnica robusta e resistente all'usura, WintoneZ33 ha le caratteristiche più notevoli nelle applicazioni degli ingranaggi: resistente all'usura, silenziosa, resistente alla corrosione, resistente e non influenzata dall'umidità.

Rispetto al tradizionale POM e PA66, WintoneZ33 presenta i vantaggi del riduttore in miniatura, asta di spinta elettrica, ingranaggi EPS del sistema di sterzo dell'automobile, ingranaggio massaggiatore, camma del motore a benzina, ingranaggio del motore centrale della bicicletta elettrica, ecc. Migliore resistenza all'usura, silenziosità, elasticità, resistenza alla fatica e resistenza alla deformazione, Z33 migliora ulteriormente l'elasticità e la tenacità pur mantenendo una buona rigidità (questa eccellente prestazione meccanica è a -40 gradi Celsius, 0 gradi e può essere mantenuta e riflessa a 80 gradi) , che può aiutare a risolvere il problema dei denti rotti degli ingranaggi e allo stesso tempo ridurre notevolmente il rumore di attrito. Dopo l'applicazione, WintoneZ33 è anche migliore di molti POM e PA66 modificati resistenti all'usura (come il PTFE). , silicone o bisolfuro di molibdeno modificato).

Nell'applicazione di ingranaggi resistenti all'usura e silenziosi di riduttori miniaturizzati, Z33 ha una migliore resistenza all'usura e alla fatica rispetto ai tradizionali PA12 e TPEE (materiale Hai Cui) e può anche aiutare a risolvere il problema della coppia a volte insufficiente di PA12 e TPEE . E lo Z33 ha un migliore vantaggio in termini di costi.

Inoltre, Z33 ha una buona resistenza alla corrosione e può essere utilizzato in ambienti difficili esposti a vari prodotti chimici in molti scenari, come ingranaggi per apparecchiature PCB, ingranaggi su macchine tessili per la stampa e la tintura, anelli di tenuta e anelli di tenuta per sistemi idraulici, ecc., con successo sostituire il costoso PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, alcune aree di applicazione del TPEE. Inoltre, Z33 ha uno scarso assorbimento di umidità e le prestazioni complessive sono poco influenzate dall'umidità. L'intero pacchetto di Wintone Z33 non deve essere cotto in anticipo prima dello stampaggio a iniezione e può essere iniettato direttamente e non è richiesto alcun trattamento dell'acqua dopo lo stampaggio a iniezione.