Процес на леене под налягане на метал

Процесът на леене под налягане на метал (технология за леене под налягане на метал, накратко MIM) е нов тип технология за формоване с почти мрежова форма на праховата металургия, формирана чрез въвеждане на модерна технология за леене под налягане на пластмаса в областта на праховата металургия.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. е колекция от шприцване на метал от медна сплав, шприцване на метал на основата на желязо, шприцване на метал на основата на неръждаема стомана, шприцване на метал от алуминиева сплав, шприцване на метал от никелова сплав, шприцване на метал от кобалтова сплав формоване, шприцоване на волфрамови сплави. Цялостно високотехнологично предприятие, интегриращо научноизследователска и развойна дейност, производство и продажби на леене под налягане, леене под налягане на циментиран карбид и структурни части от праховата металургия.

Продукт Desкриптиране

1. Стандарти за внедряване: компанията стриктно прилага сертифициране по ISO9001, ISO14001, IATF16949

Продуктите са преминали сертификацията на ROHS, FDA EU и др.

2. Стандарти за материалите на продукта: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Основни процеси: леене под налягане на метал MIM, прахова металургия PM, леене по инвестиционни модели, леене под налягане на алуминий,

4. Налични материали за праховата металургия:

Медни сплави, железни основи, титанови сплави, основи от неръждаема стомана, алуминиеви сплави, никелови сплави, кобалтови сплави, волфрамови сплави, циментирани карбиди, хидрокси сплави, меки магнитни материали и 3D печат могат да бъдат персонализирани според изискванията на клиента.

Технология на занаятчийството

Основният процес на процеса на леене под налягане на метал е както следва: първо, твърдият прах и органичното свързващо вещество се смесват равномерно и след гранулиране те се инжектират в кухината на матрицата от машина за леене под налягане при нагряване и пластифициране (~150 градуса В) за втвърдяване и оформяне и след това използване. Свързващото вещество в оформената заготовка се отстранява чрез химическо или термично разлагане и накрая крайният продукт се получава чрез синтероване и уплътняване. В сравнение с традиционните процеси, той има характеристиките на висока прецизност, еднаква организация, отлична производителност и ниски производствени разходи. Нейните продукти се използват широко в електронното информационно инженерство, биомедицинско оборудване, офис оборудване, автомобили, машини, хардуер, спортно оборудване, часовникарска индустрия, оръжейна и космическа индустрия. Поради това обикновено се смята, че развитието на тази технология ще доведе до революция в технологията за формоване и обработка на части и е известна като „най-популярната технология за формоване на детайли днес“ и „технология за формоване на 21 век“

История и текуща ситуация

Изобретен е от Parmatech в Калифорния през 1973 г. В началото на 80-те години на миналия век много страни в Европа и Япония също инвестират много енергия за изучаване на тази технология и тя бързо се популяризира. Особено в средата на-1980 години, тази технология се разви със скокове и границите след индустриализацията си и се увеличава с удивителна скорост всяка година. Досега има повече от 100 компании в повече от 10 страни и региони като САЩ, Западна Европа и Япония, които се занимават с разработване на продукти, изследвания и продажби на тази технология. Япония е много активна в конкуренцията и има изключителни резултати. Много големи корпорации са участвали в насърчаването на MIM индустрията, включително Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong special steel и др. В момента има повече от 40 компании, специализирани в MIM индустрията в Япония и общата стойност на продажбите на техните индустриални продукти MIM вече надмина тази в Европа и наваксва САЩ. Досега повече от 100 компании по света са се занимавали с разработването на продукта, проучването и продажбите на тази технология. Следователно технологията MIM се превърна в най-активната гранична технологична област в новата производствена индустрия. Тя е представена от пионерската технология на световната металургична индустрия. Технологията MIM е основната посока на развитие на технологията на праховата металургия.

Характеристики на процеса

Технологията за процес на формоване под налягане на метал е продукт, който интегрира технология за формоване на пластмаса, полимерна химия, технология на праховата металургия и науката за металните материали и други дисциплини. , Триизмерните конструктивни части със сложна форма могат бързо и точно да материализират дизайнерски идеи в продукти с определени структурни и функционални характеристики и могат директно да произвеждат масово части, което е нова революция в индустрията на производствените технологии. Тази технология на процеса не само има предимствата на по-малко конвенционалния процес на прахова металургия, без рязане или по-малко рязане, високи икономически ползи, но също така преодолява недостатъците на традиционните продукти на праховата металургия, неравномерни материали, ниски механични свойства, трудни за формиране тънки стени и сложни структури. Особено подходящ за масово производство на малки, сложни и метални части със специални изисквания. Технологичният процес е свързващо вещество → смесване → шприцване → обезмасляване → синтероване → последваща обработка.

Подготовка на суровината: Първата стъпка е да се подготви прахова смес от метал и полимер. Праховият метал, използван тук, е много по-добър от праховия метал, използван в традиционните процеси на праховата металургия (обикновено под 20 микрона). Металният прах се смесва с горещо термопластично свързващо вещество, охлажда се и след това се пелетизира в хомогенна суровина в гранулирана форма. Получената суровина обикновено е 60 процента метал и 40 процента полимер по обем.

Инжекционно формоване: Прахообразните суровини се формоват с помощта на същото оборудване и форми като шприцоването на пластмаса. Въпреки това, кухината на формата е проектирана да бъде приблизително 20 процента по-висока, за да се отчете свиването на частта по време на синтероване. В цикъл на формоване под налягане суровината се разтопява и се инжектира в кухината на формата, където се охлажда и втвърдява във формата на частта. Формованата "зелена" част се изважда и след това се почиства, за да се премахне целият блясък.

Обезмасляване с разтворител: Тази стъпка премахва полимерното свързващо вещество от метала. В някои случаи първо се извършва обезмасляване с разтворител, при което "зелената" част се поставя във водна или химическа баня, за да се разтвори по-голямата част от лепилото. След (на мястото на) тази стъпка се извършва термично отстраняване или предварително синтероване. "Зелената" част се нагрява в пещ с ниска температура, за да се отстрани полимерното свързващо вещество чрез изпаряване. В резултат на това останалите "кафяви" метални части ще заемат около 40 процента от пространството.

• Агломериране:Последната стъпка е да синтеровате "кафявата" част във високотемпературна пещ (до 2500*F), за да намалите празното пространство до около 1-5 процента, което води до висока плътност (95-99 процента) метална част. Пещта използва инертен газ при температура, близка до 85 процента от точката на топене на метала. Този метод премахва порите от материала, като свива детайла до 75-85 процента от размера му, както е формован. Въпреки това, това свиване се случва равномерно и може да бъде точно предвидено. Получената част запазва оригиналната формована форма с високи допуски, но сега е по-плътна.

След процеса на синтероване не са необходими вторични операции за подобряване на допуските или повърхностното покритие. Въпреки това, точно като отлети метални части, могат да се извършват множество вторични операции за добавяне на функции, подобряване на свойствата на материала или сглобяване на други части. Например метални шприцовани части могат да бъдат машинно обработени, термично обработени или заварени.

Повечето от правилата за проектиране на леене под налягане все още се прилагат при проектиране на части, които ще бъдат произведени чрез леене под налягане на метал. Има обаче някои изключения или допълнения, като например:

Дебелина на стената: Както при шприцването на пластмаса, дебелината на стената трябва да бъде сведена до минимум и да се поддържа еднаква навсякъде. Трябва да се отбележи, че в процеса на формоване под налягане на метал минимизирането на дебелината на стената не само намалява обема на материала и времето на цикъла, но също така намалява времето за дегумиране и синтероване.

За разлика от шприцоването на пластмаса, много метални шприцовани части използват полимерни свързващи вещества за прахообразни материали, които се отделят по-лесно от формите. Освен това металните шприцвани части се изхвърлят преди да се охладят напълно и свиват характеристиките на матрицата, тъй като металният прах в сместа отнема повече време за охлаждане.

• Поддръжка на синтероване:По време на процеса на синтероване металните шприцовани части трябва да бъдат правилно поддържани или могат да се усукат, докато се свиват. Стандартните плоски тави могат да се използват чрез проектиране на части с плоски повърхности в една и съща равнина. В противен случай може да се наложи по-скъпа персонализирана поддръжка.

• Последваща обработка:За части с по-прецизни изисквания за размер се изисква необходимата последваща обработка. Този процес е същият като процеса на топлинна обработка на конвенционалните метални продукти.

• Характеристики на MIM процеса:

Сравнение на MIM процес и други процеси на обработка

Размерът на частиците на суровия прах, използван в MIM, е 2-15 μm, докато размерът на частиците на суровия прах на традиционната прахова металургия е предимно 50-100 μm. Крайният продукт от процеса MIM има висока плътност поради използването на фини прахове. Процесът MIM има предимствата на традиционния процес на прахова металургия и високата степен на свобода във формата не може да бъде постигната чрез традиционния процес на прахова металургия. Традиционната прахова металургия е ограничена до здравината и плътността на запълване на формата, а формата е предимно двуизмерна цилиндрична.

Традиционният процес на изсушаване на прецизно леене е изключително ефективна технология за производство на продукти със сложни форми. През последните години използването на керамични сърцевини може да се използва за завършване на готови продукти с прорези и дълбоки отвори. Въпреки това, поради здравината на керамичното ядро ​​и ограничението на течливостта на леярския разтвор, процесът все още има някои технически трудности. Най-общо казано, този процес е по-подходящ за производство на големи и средни части, а процесът MIM е по-подходящ за малки и сложни части. Елементи за сравнение Производствен процес Процес MIM Традиционен процес на прахова металургия Размер на частиците на праха (μm) 2-1550-100 Относителна плътност (проценти) 95-9880-85 Тегло на продукта (g) По-малко или равно на 400 грама 10-стотици Продукт форма Триизмерна сложна форма Двуизмерна проста форма механични свойства плюсове и минуси.

Сравнението на процеса MIM и традиционния процес на леене под налягане в праховата металургия се използва за материали с ниска точка на топене и добра течливост на леярската течност, като алуминиеви и цинкови сплави. Продуктите от този процес имат ограничена якост, устойчивост на износване и устойчивост на корозия поради ограничения на материала. Процесът MIM може да обработва повече суровини.

Процесът на прецизно леене, въпреки че прецизността и сложността на неговите продукти са се подобрили през последните години, все още е по-нисък от процеса на депарафинизиране и процеса MIM. Праховото коване е важно развитие и се прилага за масовото производство на свързващи пръти. Въпреки това, като цяло, цената на термичната обработка и живота на матрицата в проекта за коване все още са проблематични, които все още трябва да бъдат решени допълнително.

Традиционният метод на обработка и неотдавнашното подобрение на капацитета му за обработка чрез автоматизация постигнаха голям напредък по отношение на ефективността и точността, но основните процедури все още са неделими от поетапната обработка (струговане, рендосване, фрезоване, шлайфане, пробиване, полиране, и т.н.), за да завършите формата на детайла. Точността на обработката на метода на обработка е много по-добра от другите методи на обработка, но тъй като ефективното използване на материалите е ниско и завършването на неговата форма е ограничено от оборудване и инструменти, някои части не могат да бъдат обработени. Напротив, MIM може ефективно да използва материали без ограничения. За производството на малки прецизни части с трудна форма процесът MIM има по-ниска цена и по-висока ефективност от механичната обработка и е силно конкурентен.

Технологията MIM не е да се конкурира с традиционните методи на обработка, а да компенсира техническите недостатъци на традиционните методи на обработка или дефектите, които не могат да бъдат произведени. Технологията MIM може да изиграе своите силни страни в областта на детайлите, произведени чрез традиционни методи на обработка. Техническите предимства на процеса MIM при производството на части могат да образуват структурни части с много сложни структури.

Технологията за леене под налягане използва машината за шприцване, за да инжектира заготовката на продукта, за да гарантира, че материалът е напълно запълнен с кухината на формата, което също така гарантира реализацията на изключително сложната структура на частта. В миналото, в традиционната технология на обработка, отделните компоненти първо са били направени и след това са били сглобявани в компоненти. Когато се използва технологията MIM, може да се счита за интегриране в цялостна единична част, което значително намалява стъпките и опростява процедурата за обработка. В сравнение с други методи за металообработка, MIM има висока точност на размерите и не изисква вторична обработка или само малко довършителни работи.

Процесът на леене под налягане може директно да формира тънкостенни и сложни структурни части, формата на продукта е близка до изискванията на крайния продукт и толерансът на размерите на частите обикновено се поддържа около ±0.{ {2}}±0.3. Особено за намаляване на разходите за обработка на твърди сплави, които са трудни за машинна обработка, е от голямо значение да се намалят загубите при обработката на благородни метали. Продуктът има еднаква микроструктура, висока плътност и добра производителност.

По време на процеса на пресоване, поради триенето между стената на матрицата и праха и между праха и праха, разпределението на налягането при пресоване е много неравномерно, което води до неравномерна микроструктура на пресованата заготовка, което ще причини металургията на пресования прах Свиването е неравномерно по време на процеса на синтероване, така че температурата на синтероване трябва да се понижи, за да се намали този ефект, което води до голяма порьозност, лоша компактност на материала и ниска плътност, което сериозно засяга механичните свойства на продукта. Напротив, процесът на формоване под налягане е процес на формоване с течност. Наличието на свързващо вещество осигурява равномерното разпределение на праха, което може да елиминира неравномерността на микроструктурата на заготовката и след това да накара плътността на синтерования продукт да достигне теоретичната плътност на материала. Като цяло, плътността на пресования продукт може да достигне само 85 процента от теоретичната плътност. Високата плътност на продукта може да увеличи якостта, да укрепи издръжливостта, да подобри пластичността, електрическата и топлопроводимостта и да подобри магнитните свойства. Висока ефективност, лесно за постигане на широкомащабно и мащабно производство.

Металната форма, използвана в технологията MIM, има продължителност на живота, сравнима с тази на инженерните пластмасови форми за шприцване. MIM е подходящ за масово производство на части поради използването на метални форми. Тъй като заготовката на продукта се формира от машината за шприцване, ефективността на производството е значително подобрена, производствените разходи са намалени, а консистенцията и повторяемостта на шприцования продукт са добри, като по този начин се осигурява гаранция за широкомащабни и мащабни промишлени производство. Широка гама от приложими материали и широки области на приложение (базирана на желязо, нисколегирана, бързорежеща стомана, неръждаема стомана, сплав на грам вентил, циментиран карбид).

Материалите, които могат да се използват за леене под налягане, са много широки. По принцип всеки прахообразен материал, който може да се излее при висока температура, може да бъде оформен в части чрез процеса MIM, включително трудни за машинна обработка материали и материали с висока температура на топене в традиционните производствени процеси. В допълнение, MIM може също така да провежда изследвания за формулиране на материали според изискванията на потребителя, да произвежда сплавни материали във всякаква комбинация и да формира композитни материали в части. Областите на приложение на продуктите за леене под налягане са се разпространили във всички области на националната икономика и имат широки пазарни перспективи.

Процес на пост кастинг

1. Термична обработка: отгряване, карбонизация, темпериране, закаляване, нормализиране, повърхностно темпериране

2. Оборудване за обработка: CNC, WEDM, струг, фреза, бормашина, мелница и др.;

3. Повърхностна обработка: прахово пръскане, хромиране, боядисване, пясъкоструене, никелиране, поцинковане, почерняване, полиране, посиняване и др.

Форми и приспособления за проверка

1. Срок на експлоатация на мухъл: обикновено полупостоянен. (с изключение на загубената пяна)

2. Време за доставка на матрицата: 10-25 дни, (според структурата на продукта и размера на продукта).

3. Поддръжка на инструменти и форми: Zhongwei отговаря за прецизните части.

Контрол на качеството

1. Контрол на качеството: процентът на дефектите е по-малък от 0.1 процента.

2. Пробите и пробното пускане ще бъдат 100 процента проверени по време на производството и преди изпращане, проверка на пробите за масово производство в съответствие със стандартите ISDO или изискванията на клиента

3. Оборудване за изпитване: откриване на дефекти, спектрален анализатор, анализатор на златен образ, трикоординатна измервателна машина, оборудване за изпитване на твърдост, машина за изпитване на опън.

Приложение

(1) Компютър и неговите спомагателни съоръжения: като части за принтер, магнитни ядра, ударни щифтове, части за задвижване и др.;

(2) Инструменти: като свредла, режещи глави, дюзи, пистолетни свредла, спирални фрези, щанци, гнезда, гаечни ключове, електрически инструменти, ръчни инструменти и др.;

(3) Домакински уреди: като калъфи за часовници, верижки за часовници, електрически четки за зъби, ножици, вентилатори, глави за голф, връзки за бижута, скоби за химикалки, накрайници за режещи инструменти и други части;

(4) Части за медицински машини: като ортодонтска рамка, ножици, пинсети и др.;

(5) Военни части: опашка на ракета, части от пистолети, бойни глави, прикритие за наркотици, части от взривател и др.;

(6) Електрически части: електронни опаковки, микромотори, електронни части, сензорни устройства и др.;

(7) Механични части: като машина за разхлабване на памук, текстилна машина, машина за кримпване, офис машини и др.;

(8) Автомобилни и морски части: като вътрешен пръстен на съединителя, втулка на вилица, разпределителна втулка, водач на клапана, синхронна главина, части на въздушна възглавница и др.

При прилагането на пластмасови зъбни колела за електрически крачни шлифовъчни машини, Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 специална инженерна пластмаса за устойчиви на износване и безшумни зъбни колела може да ви помогне да решите проблемите с недостатъчната устойчивост на износване и устойчивост на умора и относително силен шум на конвенционалните POM и найлон материали за съоръжения.

Като здрава и устойчива на износване инженерна пластмаса, WintoneZ33 има най-забележителните характеристики в приложенията с предавки: устойчив на износване, безшумен, устойчив на корозия, здрав и не се влияе от влага.

В сравнение с традиционните POM и PA66, WintoneZ33 има предимствата на миниатюрна редукторна скоростна кутия, електрически тласкач, EPS зъбно колело на автомобилна кормилна система, масажно зъбно колело, гърбица на бензинов двигател, средно монтирано моторно зъбно колело за електрически велосипеди и др. По-добра устойчивост на износване, тишина, еластичност, устойчивост на умора и устойчивост на деформация, Z33 допълнително подобрява еластичността и здравината, като същевременно поддържа добра твърдост (това отлично механично представяне е при -40 градуса по Целзий, 0 градуса и може да се поддържа и отразява при 80 градуса) , което може да помогне за решаването на проблема със счупените зъби на предавките и в същото време значително да намали шума от триене. След нанасяне WintoneZ33 също е по-добър от много устойчиви на износване модифицирани POM и PA66 (като PTFE). , модифициран със силикон или молибденов дисулфид).

При прилагането на устойчиви на износване и безшумни предавки на миниатюрни редуктори, Z33 има по-добра устойчивост на износване и устойчивост на умора от традиционните PA12 и TPEE (материал Hai Cui) и може също да помогне за решаването на проблема с понякога недостатъчния въртящ момент на PA12 и TPEE . А Z33 има по-добро ценово предимство.

В допълнение, Z33 има добра устойчивост на корозия и може да се използва в тежки среди, изложени на различни химикали в много сценарии, като зъбни колела на PCB оборудване, зъбни колела на текстилни машини за печат и боядисване, задържащи пръстени и уплътнителни пръстени за хидравлични системи и др., успешно замени скъпите PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, някои области на приложение на TPEE. В допълнение, Z33 има малка абсорбция на влага и цялостната производителност е малко засегната от влагата. Цялата опаковка на Wintone Z33 не е необходимо да се изпича предварително преди шприцоване и може да се инжектира директно и не се изисква обработка с вода след шприцоване.