Grundschritte des Metallspritzgusses

Grundschritte des Metallspritzgusses

Die grundlegenden Prozessschritte derMetallspritzgusssind wie folgt: Wählen Sie zuerst das Metallpulver und den Binder aus, die die Anforderungen von MIM erfüllen, und mischen Sie dann das Pulver und den Binder bei einer bestimmten Temperatur durch geeignete Methoden zu einem einheitlichen Futter. Nach dem Granulieren wird das Spritzgießen durchgeführt. Der geformte Rohling wird gesintert und nach einer Entfettungsbehandlung zu einem Endprodukt verdichtet.

1. MIM-Pulver- und Mahltechnologie

MIM hat hohe Anforderungen an das Rohpulver, und die Auswahl des Pulvers sollte dem Mischen, Spritzgießen, Entfetten und Sintern förderlich sein, was oft widersprüchlich ist. Die Untersuchung von MIM-Rohpulver umfasst: Pulverform, Partikelgröße und Partikelgrößenzusammensetzung, spezifische Oberfläche usw. Tabelle 1 listet die Eigenschaften von Rohpulver auf, das für MIM geeignet ist.

Aufgrund der feinen Anforderungen an MIM-Rohpulver ist der Preis für MIM-Rohpulver im Allgemeinen hoch, einige davon sind sogar zehnmal so teuer wie herkömmliches PM-Pulver. Dies ist ein Schlüsselfaktor, der die breite Anwendung der MIM-Technologie einschränkt. Derzeit umfassen die Hauptverfahren zur Herstellung von Rohpulver für MIM das Carbonylverfahren, das Ultrahochdruck-Wasserzerstäubungsverfahren, das Hochdruckgaszerstäubungsverfahren usw.

2. Ordner

Binder ist der Kern der MIM-Technologie. Beim MIM hat der Binder zwei grundlegende Funktionen: Erhöhen der Fließfähigkeit, damit er für das Spritzgießen geeignet ist, und Beibehalten der Form des grünen Blocks. Zusätzlich sollte es auch die Eigenschaften einer leichten Entfernung, Ungiftigkeit und angemessener Kosten aufweisen. Daher hat sich eine Vielzahl von Bindemitteln herausgebildet. In den letzten Jahren veränderte sich sukzessive von der erfahrungsbasierten Auswahl hin zu den Anforderungen an Entfettungsmethoden und Funktionen des Bindemittels. Die Entwicklungsrichtung des Klebstoffsystems sollte zielgerichtet sein.

Das Bindemittel besteht im Allgemeinen aus einer niedermolekularen Komponente und einer hochmolekularen Komponente sowie einigen notwendigen Additiven. Die niedermolekulare Komponente hat eine niedrige Viskosität, eine gute Fließfähigkeit und eine einfache Entfernung; Die Polymerkomponente hat eine hohe Viskosität und Festigkeit, um die Festigkeit des Formungsrohlings aufrechtzuerhalten. Die beiden sind richtig proportioniert, um eine hohe Pulverladekapazität zu erhalten, und schließlich wird ein Produkt mit hoher Präzision und hoher Gleichmäßigkeit erhalten.

3. Mischen

Mischen ist der Prozess des Mischens von Metallpulver und Bindemittel, um eine gleichmäßige Zufuhr zu erhalten. Da die Art der Beschickung die Leistung des endgültigen Spritzgussprodukts bestimmt, ist der Mischprozess sehr wichtig. Dabei spielen viele Faktoren eine Rolle, wie Art und Reihenfolge der Binder- und Pulverzugabe, Mischtemperatur, Charakteristik des Mischgeräts etc. Dieser Prozessschritt ist derzeit noch auf Erfahrungsniveau. Ein wichtiger Indikator zur abschließenden Beurteilung des Mischvorgangs ist die Gleichmäßigkeit und Konsistenz des Futters.

Das Mischen des MIM-Feeds wird unter der kombinierten Wirkung von Wärmeeinwirkung und Scherkraft vervollständigt. Die Mischtemperatur sollte nicht zu hoch sein, da es sonst aufgrund der niedrigen Viskosität zu einer Zersetzung des Bindemittels oder zur Trennung von Pulver und Bindemittel kommen kann. Die Scherkraft variiert je nach Mischverfahren. Übliche Mischvorrichtungen von MIM umfassen Doppelschneckenextruder, Z-förmige Impellermischer, Einschneckenextruder, Plungerextruder, Doppelplanetenmischer, Doppelnockenmischer usw. Diese Mischvorrichtungen eignen sich zur Herstellung von Mischungen mit einer Viskosität im Bereich von {{1 }}Pa · s.

Das Mischverfahren besteht im Allgemeinen darin, Komponenten mit hohem Schmelzpunkt zum Schmelzen hinzuzufügen, dann abzukühlen, Komponenten mit niedrigem Schmelzpunkt hinzuzufügen und dann chargenweise Metallpulver hinzuzufügen. Dies kann die Vergasung oder Zersetzung von Komponenten mit niedrigem Schmelzpunkt verhindern. Das Hinzufügen von Metallpulver in Chargen kann den plötzlichen Anstieg des Drehmoments verhindern, der durch zu schnelles Abkühlen verursacht wird, und den Geräteverlust reduzieren.

Für das Zufuhrverfahren von Pulverabgleich mit unterschiedlicher Teilchengröße führt das japanische Patent ein: zuerst das dickere 15-40um-Pulver in Wasser zerstäubt in das Bindemittel geben, dann das 5-15um-Pulver hinzufügen und dann das Pulver hinzufügen die Pulvergröße kleiner oder gleich 5um, so dass sich die Schrumpfung des Endprodukts wenig ändert. Um das Pulver gleichmäßig mit einer Klebstoffschicht zu beschichten, kann das Metallpulver auch direkt zu der Komponente mit hohem Schmelzpunkt und dann zu der Komponente mit niedrigem Schmelzpunkt gegeben werden, und dann kann die Luft entfernt werden. Zum Beispiel fügte Anwar dem Edelstahlpulver direkt eine PMMA-Suspension hinzu und mischte es, fügte dann eine wässrige PEG-Lösung hinzu, trocknete es und entfernte die Luft unter Rühren. O'Connor verwendet Lösungsmittel zum Mischen, mischt zuerst SA trocken mit Pulver, fügt dann Tetrahydrofuran-Lösungsmittel und dann Polymer hinzu. Nachdem Tetrahydrofuran in der Hitze entweicht, fügen Sie Pulver hinzu, um es zu mischen, um eine gleichmäßige Zufuhr zu erhalten.

4. Spritzgießen

Der Zweck des Spritzgießens besteht darin, die gewünschte Form des MIM-Grünkörpers ohne Defekte und mit gleichmäßigen Partikeln zu erhalten. Wie in Abbildung 1 gezeigt, erhitzen Sie zuerst das körnige Futter auf eine bestimmte hohe Temperatur, um es fließfähig zu machen, spritzen Sie es dann in den Formhohlraum, um es abzukühlen, um die erforderliche Form eines starren Körpers zu erhalten, und nehmen Sie es dann aus der Form heraus Erhalten Sie den MIM-Formrohling. Dieses Verfahren ist das gleiche wie das herkömmliche Kunststoffspritzgussverfahren, aber aufgrund des hohen Pulvergehalts der MIM-Zufuhr gibt es große Unterschiede in den Prozessparametern und anderen Aspekten des Spritzgussverfahrens. Eine unsachgemäße Steuerung führt leicht zu verschiedenen Defekten.

5. Entfetten

Seit dem Aufkommen der MIM-Technologie haben sich mit den unterschiedlichen Bindersystemen eine Vielzahl von MIM-Prozesspfaden und Entfettungsverfahren herausgebildet. Die Entfettungszeit wurde von ein paar Tagen am Anfang auf jetzt ein paar Stunden verkürzt. In Bezug auf die Entfettungsschritte können alle Entfettungsmethoden grob in zwei Kategorien eingeteilt werden: Die eine ist die zweistufige Entfettung. Das zweistufige Entfettungsverfahren umfasst Lösungsmittelentfettung plus thermische Entfettung, Siphonentfettung – thermische Entfettung usw. Das einstufige Entfettungsverfahren ist hauptsächlich das einstufige thermische Entfettungsverfahren. Gegenwärtig ist die fortgeschrittene Methode die Amaetamold-Methode. Nachfolgend sind einige repräsentative MIM-Entfettungsverfahren aufgeführt.

6. Sintern

Sintern ist der nächste Schritt im MIM-Prozess. Das Sintern beseitigt die Poren zwischen den Pulverpartikeln und macht das MIM-Produkt vollständig dicht oder nahezu vollständig dicht. Aufgrund der Verwendung einer großen Anzahl von Bindemitteln in der Metallspritzgusstechnologie ist die Schrumpfung während des Sinterns sehr groß und ihre lineare Schrumpfungsrate erreicht im Allgemeinen 13 Prozent - 25 Prozent, sodass es ein Problem der Verformungskontrolle gibt und Maßhaltigkeitskontrolle. Gerade weil MIM-Produkte meist Formteile mit komplexen Formen sind, tritt dieses Problem immer mehr in den Vordergrund. Eine gleichmäßige Beschickung ist ein Schlüsselfaktor für die Maßhaltigkeit und Verformungskontrolle der gesinterten Endprodukte. Eine hohe Pulververdichtungsdichte kann die Sinterschrumpfung verringern und ist auch dem Sinterprozess und der Kontrolle der Maßhaltigkeit förderlich. Bei Produkten auf Eisenbasis und rostfreiem Stahl gibt es auch ein Problem der Kontrolle des Kohlenstoffpotentials beim Sintern. Aufgrund des derzeit hohen Preises für feines Pulver ist es eine wichtige Möglichkeit, die Produktionskosten des Pulverspritzgießens zu senken, um die Technologie des verstärkenden Sinterns von groben Pulverbarren zu untersuchen. Diese Technologie ist derzeit ein wichtiger Forschungsaspekt des Metallpulverspritzgießens.