Trinn og designregler for metallsprøytestøping

Trinn og designregler for metallsprøytestøping

Metallsprøytestøpinger den tradisjonelle sprøytestøpingen, som endrer produksjonen av solide metalldeler ved hjelp av sprøytestøpingsteknologi. I denne prosessen er råmaterialet en pulverblanding av metall og polymer. Av denne grunn kalles MIM noen ganger pulverinjeksjonsstøping (PIM). Ved hjelp av en standard sprøytestøpemaskin smeltes pulveret og sprøytes inn i formen, hvor det avkjøles og størkner til formen til ønsket del. Den påfølgende oppvarmingsprosessen fjerner den uønskede polymeren og produserer en metalldel med høy tetthet. Metallsprøytestøping er egnet for produksjon av små metalldeler i store mengder. I motsetning til sprøytestøping kan disse delene være geometrisk komplekse og ha tynne vegger og detaljer. Bruken av metallpulver gjør det mulig å bruke en rekke jern- og ikke-jernlegeringer og materialegenskapene (styrke, hardhet, slitestyrke, korrosjonsbestandighet, etc.) kan være nær de som er laget av smidd metall. I tillegg, fordi metallet ikke smeltes i MIM-prosessen (inkludert metallstøpeprosessen), kan superlegeringen brukes i verktøyets levetid uten noen negativ påvirkning. Metaller som vanligvis brukes i MIM inkluderer følgende:

Lavlegert stål;

rustfritt stål;

Høyhastighets stål;

Jern stang;

Kobolt legering;

kopperlegering;

Nikkel legering;

Tungsten legering;

Titanlegering.

Metalldeler produsert fra MIM-prosessen finnes i mange bransjer, inkludert romfart, bil, forbruksvarer, medisinsk tannbehandling og telekommunikasjon. MIM-komponenter finnes i mobiltelefontilbehør, sportsutstyr, elektriske verktøy, kirurgiske instrumenter og ulike elektroniske og optiske enheter.

Elektronisk tilbehør til sprøytestøping av metall inkluderer følgende trinn:

MIM råvareforberedelse

Råvareforberedelse - det første trinnet er pulverblandingen av metall og polymer. Pulvermetallet som brukes her er finere (vanligvis 20 mikron) enn det som brukes i tradisjonelle pulvermetallurgimetoder. Metallpulveret blandes med et varmt termoplastisk bindemiddel, avkjøles og granuleres deretter for å danne et jevnt råmateriale. Råvarene som oppnås er typisk 60 prosent metall og 40 prosent polymer (volum).

MIM sprøytestøping

Sprøytestøping - Råpulveret bruker samme utstyr og verktøy som brukes til sprøytestøping av plast. Derfor er utformingen av sintringsdelen av formhulrommet omtrent 20 prosent større, noe som står for krymping. I sprøytestøpesyklusen smeltes råmaterialer og injiseres i formhulen, hvor de avkjøles og størkner til formen av deler. En del av den støpte "grønne" blir kastet ut og deretter renset for å fjerne alt flashminne.

MIM avfetting

Avfetting - I dette trinnet fjernes metallpolymerlimet. I noen tilfeller plasseres den "grønne" delen av den første løsemiddelavfettingen i et vann- eller kjemisk bad for å løse opp det meste av limet. Etter (i stedet for 1) i dette trinnet utføres termisk avfetting eller forsintring. En del av "grønn" varmes opp i en lavtemperaturovn for å fjerne polymerlimet ved fordampning. Som et resultat vil den gjenværende "brune" metalldelen inneholde omtrent 40 prosent av det tomme rommet gjennom volumet.

MIM sintring

Trinnet etter sintring er sintring for å redusere det tomme rommet med omtrent 1-5 prosent, for å produsere en metalldel med høy tetthet i den "brune" delen (95-99 prosent ) av høytemperaturovnen ( opptil 2500 grader F). Ovnen bruker en inertgassatmosfære og viser en temperatur nær 85 prosent av metallets smeltepunkt. Dette prosesshullet fjernes fra materialet, noe som resulterer i en delvis reduksjon til 75-85 prosent av støpestørrelsen. Imidlertid er denne krympingen jevn og kan forutses nøyaktig. Den oppnådde delen beholder den høye toleransen til den opprinnelige støpte formen, men tettheten er mye høyere nå.

Etter at sintringsprosessen er fullført, kan den nødvendige sekundære operasjonen forbedre toleransen eller overflatefinishen. Men som en del av et støpt metall, kan noen sekundære prosesser utføres for å legge til nye funksjoner, forbedre materialegenskaper eller andre komponenter. For eksempel kan MIM-delen maskineres, varmebehandles eller sveises.

Designregler for metallsprøytestøping (MIM):

Når designdelen er laget med MIM, gjelder fortsatt de fleste designreglene for sprøytestøping. Det er imidlertid noen unntak eller tillegg, for eksempel følgende:

Veggtykkelse - akkurat som sprøytestøping i plast, bør veggtykkelsen ikke minimeres, og beholde hele den jevne delen. Det er verdt å merke seg at i MIM-prosessen reduserer reduksjon av veggtykkelsen ikke bare materialmengden og syklustiden, men reduserer også avfettings- og sintringstiden.

Utkast - Det er sprøytestøping av plast, og mange MIM-bedrifter trenger ikke utkast. I pulvermaterialversjonen er det lettere å bruke polymerlim fra støpeformer enn de fleste sprøytestøpepolymerer. I tillegg avkjøles MIM-deler fullstendig og krymper rundt støpefunksjonen før de sprayes ut, fordi blandingen av metallpulver trenger lengre tid på å avkjøles.

Sintringsstøtte - Under sintring må MIM-komponenter støttes eller vridd på riktig måte, da de kan krympe. Ved å designe den flate overflaten av delene i samme plan, kan standard flat støttebrett brukes. Ellers kan det være nødvendig med dyrere tilpassede braketter.