Metallsprøytestøpingsprosess

Metal Injection Molding Process (Metal Powder Injection Molding Technology, MIM for kort) er en ny type pulvermetallurgi nær-nettformstøpingsteknologi dannet ved å introdusere moderne plastsprøytestøpingsteknologi innen pulvermetallurgi.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. er en samling av sprøytestøping av kobberlegert metall, sprøytestøping av jernbasert metall, sprøytestøping av rustfritt stål, sprøytestøping av aluminiumlegeringmetall, sprøytestøping av nikkellegert metall, injeksjon av koboltlegering av metall. støping, injeksjonsstøping av wolframlegerte metaller En omfattende høyteknologisk bedrift som integrerer FoU, produksjon og salg av sprøytestøping, sprøytestøping av sementert karbidmetall og strukturelle deler i pulvermetallurgi.

Produkt Deskrypsjon

1. Implementeringsstandarder: Selskapet implementerer strengt ISO9001, ISO14001, IATF16949 sertifisering

Produktene har bestått sertifiseringen av ROHS, FDA EU, etc.

2. Produktmaterialestandarder: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Hovedprosesser: metallsprøytestøping MIM, pulvermetallurgi PM, investeringsstøping, støping av aluminium,

4. Tilgjengelige materialer for pulvermetallurgi:

Kobberlegeringer, jernbaser, titanlegeringer, rustfrie stålbaser, aluminiumslegeringer, nikkellegeringer, koboltlegeringer, wolframlegeringer, sementerte karbider, hydroksylegeringer, myke magnetiske materialer og 3D-utskrift kan tilpasses etter kundens krav.

Håndverksteknologi

Den grunnleggende prosessen med metallsprøytestøpeprosessen er som følger: først blandes det faste pulveret og det organiske bindemidlet jevnt, og etter granulering injiseres de inn i formhulen av en sprøytestøpemaskin under oppvarmings- og plastiseringstilstanden (~150 grader). C) å stivne og danne, og deretter bruke Bindemidlet i det dannede emnet fjernes ved kjemisk eller termisk dekomponering, og til slutt oppnås sluttproduktet ved sintring og fortetting. Sammenlignet med tradisjonelle prosesser har den egenskapene høy presisjon, enhetlig organisering, utmerket ytelse og lave produksjonskostnader. Produktene er mye brukt i elektronisk informasjonsteknikk, biomedisinsk utstyr, kontorutstyr, biler, maskiner, maskinvare, sportsutstyr, klokkeindustri, våpen og romfartsindustri. Derfor er det generelt antatt at utviklingen av denne teknologien vil føre til en revolusjon innen deleformings- og prosesseringsteknologi, og er kjent som "den mest populære delformingsteknologien i dag" og "formingsteknologi i det 21. århundre"

Historie og nåværende situasjon

Den ble oppfunnet av Parmatech i California i 1973. På begynnelsen av 1980-tallet investerte mange land i Europa og Japan også mye energi for å studere denne teknologien, og den ble raskt promotert. Spesielt i midten av-1980årene har denne teknologien utviklet seg med stormskritt siden industrialiseringen, og den øker med en forbløffende hastighet hvert år. Så langt er det mer enn 100 selskaper i mer enn 10 land og regioner som USA, Vest-Europa og Japan, som driver med produktutvikling, forskning og salg av denne teknologien. Japan er veldig aktiv i konkurranse og har enestående ytelse. Mange store selskaper har deltatt i promoteringen av MIM-industrien, inkludert Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong spesialstål, etc. For tiden er det mer enn 40 selskaper som spesialiserer seg på MIM-industrien i Japan, og den totale salgsverdien av deres MIM-industriprodukter har allerede overgått Europas og er i ferd med å ta igjen USA. Så langt har mer enn 100 selskaper over hele verden vært engasjert i produktutvikling, forskning og salg av denne teknologien. MIM-teknologi har derfor blitt det mest aktive frontierteknologifeltet i den nye produksjonsindustrien. Det er representert av den banebrytende teknologien til verdens metallurgiske industri. MIM-teknologi er hovedretningen for utvikling av pulvermetallurgiteknologi.

Prosessegenskaper

Metal Injection Molding Process-teknologi er et produkt som integrerer plaststøpingsteknologi, polymerkjemi, pulvermetallurgiteknologi og metallmaterialvitenskap og andre disipliner. , Tredimensjonale kompleksformede strukturelle deler kan raskt og nøyaktig materialisere designideer til produkter med visse strukturelle og funksjonelle egenskaper, og kan direkte masseprodusere deler, som er en ny revolusjon i produksjonsteknologiindustrien. Denne prosessteknologien har ikke bare fordelene med mindre konvensjonell pulvermetallurgiprosess, ingen kutting eller mindre kutting, høye økonomiske fordeler, men overvinner også manglene til tradisjonelle pulvermetallurgiprodukter, ujevne materialer, lave mekaniske egenskaper, vanskelig å danne tynne vegger, og komplekse strukturer. Spesielt egnet for masseproduksjon av små, komplekse og metalldeler med spesielle krav. Den teknologiske prosessen er bindemiddel → blanding → sprøytestøping → avfetting → sintring → etterbehandling.

Råvareforberedelse: Det første trinnet er å tilberede en pulverblanding av metall og polymer. Pulvermetallet som brukes her er mye bedre enn pulvermetallet som brukes i tradisjonelle pulvermetallurgiske prosesser (vanligvis under 20 mikron). Pulvermetall blandes med et varmt termoplastisk bindemiddel, avkjøles og pelletiseres deretter til et homogent råmateriale i granulær form. Det resulterende råmaterialet er typisk 60 prosent metall og 40 volumprosent polymer.

Sprøytestøping: Pulverråmaterialer støpes med samme utstyr og støpeformer som sprøytestøping av plast. Imidlertid er formhulen utformet til å være omtrent 20 prosent høyere for å ta høyde for krymping av deler under sintring. I en sprøytestøpesyklus smeltes råmaterialet og sprøytes inn i et formhulrom hvor det avkjøles og stivner til delens form. Den støpte "grønne" delen er poppet og deretter renset for å fjerne alt glitter.

Løsningsmiddelavfetting: Dette trinnet fjerner det polymere bindemidlet fra metallet. I noen tilfeller utføres løsemiddelavfetting først, hvor den "grønne" delen legges i et vann- eller kjemikaliebad for å løse opp det meste av limet. Etter (i stedet for) dette trinnet utføres termisk avbinding eller forhåndssintring. Den "grønne" delen ble oppvarmet i en lavtemperaturovn for å fjerne polymerbindemidlet ved fordampning. Som et resultat vil de gjenværende "brune" metalldelene inneholde omtrent 40 prosent av plassen.

• Sintring:Det siste trinnet er å sintre den "brune" delen i en høytemperaturovn (opptil 2500*F) for å redusere den tomme plassen til omtrent 1-5 prosent, noe som resulterer i høy tetthet (95-99 prosent) metalldel. Ovnen bruker en inert gass ved en temperatur nær 85 prosent av metallets smeltepunkt. Denne metoden fjerner porene fra materialet, og krymper delen til 75-85 prosent av dens størrelse. Imidlertid skjer denne krympingen jevnt og kan forutsies nøyaktig. Den resulterende delen opprettholder den opprinnelige støpte formen med høye toleranser, men er nå tettere.

Etter sintringsprosessen er ingen sekundære operasjoner nødvendig for å forbedre toleranser eller overflatefinish. Men akkurat som støpte metalldeler, kan flere sekundære operasjoner utføres for å legge til funksjoner, forbedre materialegenskaper eller sette sammen andre deler. For eksempel kan sprøytestøpte metalldeler maskineres, varmebehandles eller sveises.

De fleste av designreglene for sprøytestøping gjelder fortsatt når man designer deler som skal produseres ved bruk av metallsprøytestøping. Det er imidlertid noen unntak eller tillegg, for eksempel:

Veggtykkelse: Som med sprøytestøping av plast, bør veggtykkelsen minimeres og holdes jevn hele veien. Spesielt i metallsprøytestøpingsprosessen reduserer minimering av veggtykkelsen ikke bare materialvolum og syklustid, men reduserer også avgummi- og sintringstiden.

I motsetning til plastsprøytestøping, bruker mange sprøytestøpte metalldeler polymerbindemidler for pulveriserte materialer som er lettere å frigjøre enn støpeformer. I tillegg blir sprøytestøpte metalldeler kastet ut før de avkjøles helt og krymper formfunksjonene fordi metallpulveret i blandingen tar lengre tid å avkjøle.

• Sintringsstøtte:Under sintringsprosessen må sprøytestøpte metalldeler støttes ordentlig, ellers kan de vri seg når de krymper. Standard flate brett kan brukes ved å designe deler med flate overflater på samme plan. Ellers kan dyrere tilpasset støtte være nødvendig.

• Etterbehandling:For deler med mer presise størrelseskrav kreves nødvendig etterbehandling. Denne prosessen er den samme som varmebehandlingsprosessen for konvensjonelle metallprodukter.

• Funksjoner ved MIM-prosessen:

Sammenligning av MIM-prosess og andre prosesseringsprosesser

Partikkelstørrelsen på råpulveret som brukes i MIM er 2-15 μm, mens partikkelstørrelsen på råpulveret fra tradisjonell pulvermetallurgi stort sett er 50-100 μm. Det ferdige produktet av MIM-prosessen har høy tetthet på grunn av bruken av fine pulver. MIM-prosessen har fordelene med den tradisjonelle pulvermetallurgiprosessen, og den høye graden av frihet i form kan ikke oppnås ved den tradisjonelle pulvermetallurgiprosessen. Tradisjonell pulvermetallurgi er begrenset til formens styrke og fyllingstetthet, og formen er for det meste todimensjonal sylindrisk.

Den tradisjonelle tørkeprosessen for presisjonsstøping er en ekstremt effektiv teknologi for å lage produkter med komplekse former. De siste årene kan bruken av keramiske kjerner brukes til å komplettere ferdige produkter med spalter og dype hull. På grunn av styrken til den keramiske kjernen og begrensningen av fluiditeten til støpeløsningen, har prosessen fortsatt noen tekniske vanskeligheter. Generelt sett er denne prosessen mer egnet for produksjon av store og mellomstore deler, og MIM-prosessen er mer egnet for små og komplekse deler. Sammenligningselementer Produksjonsprosess MIM-prosess Tradisjonell pulvermetallurgiprosess Pulverpartikkelstørrelse (μm) 2-1550-100 Relativ tetthet ( prosent ) 95-9880-85 Produktvekt (g) Mindre enn eller lik 400 gram 10-hundrevis Produkt form Tredimensjonal kompleks form Todimensjonal enkel form mekaniske egenskaper fordeler og ulemper.

Sammenligningen av MIM-prosess og tradisjonell pulvermetallurgisk støpeprosess brukes for materialer med lavt smeltepunkt og god fluiditet av støpevæske som aluminium og sinklegeringer. Produktene i denne prosessen har begrenset styrke, slitestyrke og korrosjonsbestandighet på grunn av materialbegrensninger. MIM-prosessen kan behandle flere råvarer.

Presisjonsstøpeprosessen, selv om presisjonen og kompleksiteten til produktene har blitt bedre de siste årene, er fortsatt dårligere enn avvoksingsprosessen og MIM-prosessen. Pulversmiing er en viktig utvikling og har blitt brukt til masseproduksjon av koblingsstenger. Imidlertid er kostnadene for varmebehandling og levetiden til formen i smiprosjektet fortsatt problematiske, som fortsatt må løses ytterligere.

Den tradisjonelle maskineringsmetoden og den nylige forbedringen av prosesseringskapasiteten ved automatisering har gjort store fremskritt i effekt og nøyaktighet, men de grunnleggende prosedyrene er fortsatt uatskillelige fra trinnvis behandling (dreiing, høvling, fresing, sliping, boring, polering, osv. ) for å fullføre delformen. Maskineringsnøyaktigheten til bearbeidingsmetoden er mye bedre enn andre bearbeidingsmetoder, men fordi den effektive utnyttelsen av materialer er lav, og fullføringen av formen er begrenset av utstyr og verktøy, kan noen deler ikke bearbeides. Tvert imot kan MIM effektivt bruke materialer uten begrensning. For produksjon av små, vanskelige presisjonsdeler har MIM-prosessen lavere kostnader og høyere effektivitet enn mekanisk prosessering, og er svært konkurransedyktig.

MIM-teknologi er ikke å konkurrere med tradisjonelle prosesseringsmetoder, men å gjøre opp for de tekniske manglene ved tradisjonelle prosesseringsmetoder eller de defektene som ikke kan produseres. MIM-teknologi kan spille sine styrker innen deler laget av tradisjonelle bearbeidingsmetoder. De tekniske fordelene med MIM-prosessen ved produksjon av deler kan danne strukturelle deler med svært komplekse strukturer.

Sprøytestøpeteknologien bruker injeksjonsmaskinen til å injisere produktemnet for å sikre at materialet er helt fylt med formhulen, noe som også sikrer realiseringen av den svært komplekse strukturen til delen. Tidligere, i den tradisjonelle prosesseringsteknologien, ble individuelle komponenter først laget og deretter satt sammen til komponenter. Ved bruk av MIM-teknologi kan det vurderes å integreres i en komplett enkelt del, noe som reduserer trinnene og forenkler behandlingsprosedyren. Sammenlignet med andre metallbearbeidingsmetoder har MIM høy dimensjonsnøyaktighet og krever ikke sekundær bearbeiding eller bare en liten mengde etterbehandling.

Sprøytestøpeprosessen kan direkte danne tynnveggede og komplekse strukturelle deler, formen på produktet er nær kravene til sluttproduktet, og dimensjonstoleransen til delene opprettholdes generelt på omtrent ±0.{ {2}}±0.3. Spesielt for å redusere bearbeidingskostnadene for harde legeringer som er vanskelige å bearbeide, er det av stor betydning å redusere bearbeidingstapet av edle metaller. Produktet har jevn mikrostruktur, høy tetthet og god ytelse.

Under presseprosessen, på grunn av friksjonen mellom dyseveggen og pulveret og mellom pulveret og pulveret, er pressetrykkfordelingen svært ujevn, noe som fører til ujevn mikrostruktur av det pressede emnet, noe som vil forårsake presset pulvermetallurgi deler som skal være Krympingen er ujevn under sintringsprosessen, så sintringstemperaturen må senkes for å redusere denne effekten, noe som resulterer i stor porøsitet, dårlig materialkompakthet og lav tetthet, som alvorlig påvirker de mekaniske egenskapene til produktet. Tvert imot er sprøytestøpeprosessen en flytende støpeprosess. Eksistensen av bindemidlet sikrer en jevn fordeling av pulveret, noe som kan eliminere ujevnheten i mikrostrukturen til emnet, og deretter få tettheten til det sintrede produktet til å nå den teoretiske tettheten til materialet. Generelt kan tettheten til det pressede produktet bare nå 85 prosent av den teoretiske tettheten. Den høye tettheten til produktet kan øke styrken, styrke seigheten, forbedre duktiliteten, elektrisk og termisk ledningsevne og forbedre de magnetiske egenskapene. Høy effektivitet, lett å oppnå storskala og storskala produksjon.

Metallformen som brukes i MIM-teknologien har en levetid som kan sammenlignes med den til tekniske sprøytestøpeformer i plast. MIM er egnet for masseproduksjon av deler på grunn av bruk av metallformer. Siden produktemnet er dannet av injeksjonsmaskinen, er produksjonseffektiviteten betydelig forbedret, produksjonskostnadene reduseres, og konsistensen og repeterbarheten til det sprøytestøpte produktet er god, og gir dermed en garanti for storskala og storskala industriell produksjon. Bredt utvalg av anvendelige materialer og brede bruksområder (jernbasert, lavlegert, høyhastighetsstål, rustfritt stål, gramventillegering, sementert karbid).

Materialene som kan brukes til sprøytestøping er svært brede. I prinsippet kan ethvert pulvermateriale som kan helles ved høy temperatur, formes til deler ved MIM-prosessen, inkludert materialer som er vanskelige å maskinere og høysmeltende materialer i tradisjonelle produksjonsprosesser. I tillegg kan MIM også utføre materialformuleringsforskning i henhold til brukerkrav, produsere legeringsmaterialer i hvilken som helst kombinasjon og forme komposittmaterialer til deler. Bruksområdene for sprøytestøpingsprodukter har spredt seg til alle områder av den nasjonale økonomien og har brede markedsutsikter.

Etter støpeprosess

1. Varmebehandling: gløding, karbonisering, temperering, bråkjøling, normalisering, overflatetempering

2. Prosessutstyr: CNC, WEDM, dreiebenk, fresemaskin, boremaskin, kvern, etc.;

3. Overflatebehandling: pulversprøyting, forkromning, maling, sandblåsing, fornikling, galvanisering, sverting, polering, blåning, etc.

Former og inspeksjonsarmaturer

1. Forms levetid: vanligvis semi-permanent. (bortsett fra tapt skum)

2. Leveringstid for støpeform: 10-25 dager, (i henhold til produktstruktur og produktstørrelse).

3. Vedlikehold av verktøy og form: Zhongwei er ansvarlig for presisjonsdeler.

Kvalitetskontroll

1. Kvalitetskontroll: andelen defekte er mindre enn 0,1 prosent .

2. Prøver og prøvekjøring vil bli 100 prosent inspisert under produksjon og før forsendelse, prøveinspeksjon for masseproduksjon i henhold til ISDO-standarder eller kundekrav

3. Testutstyr: feildeteksjon, spektrumanalysator, gullbildeanalysator, trekoordinatmålemaskin, hardhetstestingutstyr, strekktestmaskin.

applikasjon

(1) Datamaskinen og dens hjelpeutstyr: slik som skriverdeler, magnetiske kjerner, slagstifter, drivdeler osv.;

(2) Verktøy: som borekroner, kutterhoder, dyser, pistolbor, spiralfresere, stanser, stikkontakter, skiftenøkler, elektrisk verktøy, håndverktøy, etc.;

(3) Husholdningsapparater: som urkasse, klokkekjeder, elektriske tannbørster, sakser, vifter, golfhoder, smykkelenker, kulepennklemmer, skjæreverktøy og andre deler;

(4) Deler til medisinske maskiner: slik som kjeveortopedisk ramme, saks, pinsett, etc.;

(5) Militære deler: raketthale, våpendeler, stridshoder, narkotikadeksel, luntedeler, etc.;

(6) Elektriske deler: elektronisk emballasje, mikromotorer, elektroniske deler, sensorenheter, etc.;

(7) Mekaniske deler: som bomullsløsningsmaskin, tekstilmaskin, krympemaskin, kontormaskiner, etc.;

(8) Bil- og marinedeler: for eksempel innerring av clutch, gaffelhylse, fordelerhylse, ventilfører, synkront nav, kollisjonsputedeler, etc.

Ved bruk av plastgir for elektriske fotslipere, kan Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 spesialplast for slitasjebestandige og stillegående gir hjelpe deg med å løse problemene med utilstrekkelig slitestyrke og utmattelsesmotstand og relativt høy støy fra konvensjonell POM og nylon utstyrsmaterialer.

Som en tøff og slitesterk ingeniørplast har WintoneZ33 de mest bemerkelsesverdige egenskapene i utstyrsapplikasjoner: slitesterk, lydløs, korrosjonsbestandig, seig og ikke påvirket av fuktighet.

Sammenlignet med tradisjonelle POM og PA66, har WintoneZ33 fordelene med miniatyrreduksjonsgirkasse, elektrisk skyvestang, EPS-gir til bilstyringssystem, massasjeutstyr, bensinmotorkam, elektrisk sykkel midtmontert motorgir, etc. Bedre slitestyrke, stillhet, elastisitet, tretthetsmotstand og deformasjonsmotstand, Z33 forbedrer elastisiteten og seigheten ytterligere samtidig som den opprettholder god stivhet (denne utmerkede mekaniske ytelsen er ved -40 grader Celsius, 0 grader og den kan opprettholdes og reflekteres ved 80 grader) , som kan bidra til å løse problemet med knuste tenner i utstyret, og samtidig redusere friksjonsstøy betraktelig. Etter påføring er WintoneZ33 også bedre enn mange slitesterke modifiserte POM og PA66 (som PTFE). , silikon- eller molybdendisulfidmodifisert).

Ved bruk av slitesterke og stillegående gir i miniatyrreduksjonsgirkasser, har Z33 bedre slitestyrke og tretthetsmotstand enn tradisjonell PA12 og TPEE (Hai Cui-materiale), og kan også bidra til å løse problemet med noen ganger utilstrekkelig dreiemoment på PA12 og TPEE . Og Z33 har en bedre kostnadsfordel.

I tillegg har Z33 god korrosjonsbestandighet og kan brukes i tøffe miljøer utsatt for ulike kjemikalier i mange scenarier, for eksempel PCB-utstyrsgir, gir på trykking og farging av tekstilmaskiner, holderringer og tetningsringer for hydrauliske systemer, etc. erstatte de dyre PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, noen bruksområder for TPEE. I tillegg har Z33 lite fuktabsorpsjon, og den generelle ytelsen påvirkes lite av fuktighet. Hele pakken med Wintone Z33 trenger ikke å bakes på forhånd før sprøytestøping, og kan injiseres direkte, og ingen vannbehandling er nødvendig etter sprøytestøping.