Основни етапи на леене под налягане на метал

Основни етапи на леене под налягане на метал

Основните етапи на процеса налеене под налягане на металса както следва: първо изберете металния прах и свързващото вещество, които отговарят на изискванията на MIM, и след това смесете праха и свързващото вещество в еднородно захранване при определена температура чрез подходящи методи. След гранулирането се извършва леене под налягане. Формованата заготовка се синтерова и уплътнява в краен продукт след обезмасляване.

1. MIM технология на прах и смилане

MIM има високи изисквания към суровия прах и изборът на прах трябва да е благоприятен за смесване, леене под налягане, обезмасляване и синтероване, което често е противоречиво. Изследването на суров прах MIM включва: форма на прах, размер на частиците и състав на размера на частиците, специфична повърхност и т.н. Таблица 1 изброява свойствата на суров прах, подходящ за MIM.

Поради фините изисквания на суровия прах MIM, цената на суровия прах MIM обикновено е висока, някои от които са дори 10 пъти по-високи от цената на традиционния прах PM. Това е ключов фактор, ограничаващ широкото приложение на MIM технологията. Понастоящем основните методи за производство на суров прах за MIM включват карбонил метод, метод за пулверизиране на вода с ултрависоко налягане, метод за пулверизиране на газ под високо налягане и др.

2. Свързващо вещество

Binder е ядрото на технологията MIM. В MIM свързващото вещество има две основни функции: подобряване на течливостта, за да се побере за леене под налягане и поддържане на формата на зеления блок. В допълнение, той трябва също да има характеристиките на лесно отстраняване, нетоксичност и разумна цена. Поради това се появиха различни свързващи вещества. През последните години постепенно се променя от избора, базиран на опита, към изискванията за методите за обезмасляване и функциите на свързващото вещество. Трябва да се насочи посоката на развитие на адхезивната система.

Свързващото вещество обикновено се състои от нискомолекулен компонент и високомолекулен компонент плюс някои необходими добавки. Нискомолекулен компонент има нисък вискозитет, добра течливост и лесно отстраняване; Полимерният компонент има висок вискозитет и якост, за да поддържа здравината на формовъчната заготовка. Двете са правилно пропорционални, за да се получи висок капацитет за зареждане на прах и накрая ще се получи продукт с висока прецизност и висока еднородност.

3. Смесване

Смесването е процес на смесване на метален прах и свързващо вещество за получаване на еднородно захранване. Тъй като естеството на захранването определя производителността на крайния продукт за леене под налягане, процесът на смесване е много важен. Това включва много фактори като начина и последователността на добавяне на свързващо вещество и прах, температура на смесване, характеристики на устройството за смесване и т.н. Понастоящем тази стъпка на процеса е останала на нивото на разчитане на опита. Важен показател за крайна оценка на процеса на смесване е еднородността и консистенцията на фуража.

Смесването на MIM фуража е завършено под комбинираното действие на топлинен ефект и сила на срязване. Температурата на смесване не трябва да бъде твърде висока, в противен случай свързващото вещество може да се разложи или прахът и свързващото вещество да се разделят поради ниския вискозитет. Силата на срязване ще варира в зависимост от метода на смесване. Обичайните смесителни устройства на MIM включват двушнеков екструдер, миксер с Z-образно работно колело, едношнеков екструдер, бутален екструдер, двоен планетарен миксер, двоен гърбичен миксер и др. Тези смесителни устройства са подходящи за приготвяне на смеси с вискозитет в диапазона {{1 }}Pa · s.

Методът на смесване обикновено е добавяне на компоненти с висока точка на топене за топене, след това охлаждане, добавяне на компоненти с ниска точка на топене и след това добавяне на метален прах на партиди. Това може да предотврати газификацията или разлагането на компоненти с ниска точка на топене. Добавянето на метален прах на партиди може да предотврати внезапното увеличаване на въртящия момент, причинено от твърде бързо охлаждане, и да намали загубата на оборудване.

За метода на захранване за съвпадение на прах с различен размер на частиците, японският патент въвежда: първо добавете по-гъстия 15-40um прах, пулверизиран с вода в свързващото вещество, след това добавете 5-15um прах и след това добавете праха с размерът на праха По-малък или равен на 5um, така че свиването на крайния продукт ще се промени малко. За да се покрие равномерно слой лепило около праха, металният прах може също да се добави директно към компонента с висока точка на топене и след това да се добави към компонента с ниска точка на топене и след това въздухът може да бъде отстранен. Например, Anwar директно добави PMMA суспензия към праха от неръждаема стомана и го смеси, след това добави PEG воден разтвор, изсуши го и отстрани въздуха, докато разбъркваше. O'Connor използва разтворител за смесване, първо суха смес SA с прах, след това добавете тетрахидрофуран разтворител и след това добавете полимер. След като тетрахидрофуранът избяга в топлината, след това добавете прах за смесване, за да получите равномерно захранване.

4. Шприцоване

Целта на шприцоването е да се получи желаната форма на зеленото тяло MIM без дефекти и с еднакви частици. Както е показано на фигура 1, първо загрейте гранулирания фураж до определена висока температура, за да стане течлив, след това го инжектирайте в кухината на формата, за да се охлади, за да получите необходимата форма на твърдо тяло, и след това го извадете от матрицата, за да получете заготовката за формиране на MIM. Този процес е същият като традиционния процес на леене под налягане на пластмаса, но поради високото съдържание на прах в захранващия материал MIM, има големи разлики в параметрите на процеса и други аспекти на процеса на леене под налягане. Неправилният контрол лесно ще доведе до различни дефекти.

5. Обезмасляване

От появата на технологията MIM, с различните свързващи системи, се формира разнообразие от процеси на MIM и методи за обезмасляване. Времето за обезмасляване е съкратено от няколко дни в началото до няколко часа сега. По отношение на етапите на обезмасляване, всички методи за обезмасляване могат грубо да се разделят на две категории: единият е двуетапен метод на обезмасляване. Двуетапният метод на обезмасляване включва обезмасляване с разтворител плюс термично обезмасляване, сифонно обезмасляване - термично обезмасляване и т.н. Едноетапният метод на обезмасляване е основно едноетапният метод на термично обезмасляване. Понастоящем усъвършенстваният метод е методът amaetamold. По-долу са дадени няколко представителни метода за обезмасляване на MIM.

6. Агломериране

Агломерирането е следващата стъпка в процеса на MIM. Синтероването елиминира порите между прахообразните частици и прави продукта MIM напълно плътен или почти напълно плътен. Поради използването на голям брой свързващи вещества в технологията за леене под налягане на метал, свиването по време на синтероване е много голямо и неговата линейна степен на свиване обикновено достига 13 процента - 25 процента, така че има проблем с контрола на деформацията и контрол на точността на размерите. Особено тъй като продуктите MIM са предимно фасонни части със сложни форми, този проблем става все по-важен. Равномерното подаване е ключов фактор за точността на размерите и контрола на деформацията на крайните синтеровани продукти. Високата плътност на уплътняване на праха може да намали свиването при синтероване и също така благоприятства процеса на синтероване и контрола на точността на размерите. За продуктите на основата на желязо и неръждаемата стомана също има проблем с контрола на въглеродния потенциал при синтероването. Поради високата цена на финия прах в момента, важен начин за намаляване на производствените разходи за леене под налягане на прах е да се проучи технологията за укрепване на синтероване на заготовки от груб прах. Тази технология е важен изследователски аспект на шприцоването на метален прах в момента.