Einführung in die Metallpulver-Spritzgusstechnologie für Titanlegierungen

Aug 01, 2023

Die Metallpulver-Spritzgusstechnologie wird auf der Grundlage der Pulvermetallurgietechnologie in Kombination mit der Kunststoffspritzgusstechnologie entwickelt, wodurch eine nahezu 100-prozentige Ausnutzung der Rohstoffe erreicht wird, und ist eine Near-Net-Molding-Technologie. Der allgemeine Arbeitsablauf besteht darin, zunächst das vorbereitete Pulver und das Bindemittel zu Granulat zu mischen, um körniges Futter herzustellen, dann das Futter auf einer Spritzgussmaschine zu formen, um eine bestimmte Form des Produktkörpers zu bilden, und dann zu entfetten und zu sintern, um das Produkt mit dem zu erhalten erforderliche Leistung. Die Vorteile des Spritzgießens von Metallpulver aus Titanlegierungen sind:

Spritzgießen von Metallpulver

1. Kann eine Massenproduktion kleiner dreidimensionaler, komplex geformter Teile erreichen;

2. Gleichmäßige Zusammensetzung, feine Struktur und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften;

3. Einfache Zugabe von Legierungselementen zur Vorbereitung der erforderlichen Materialien;

4. Einfache Kontrolle der Mikrostruktur von Materialien.

Beim Spritzgussverfahren für pulverförmige Titanlegierungen ist das Design des Bindemittels ein zentrales Glied. Es ist für die erfolgreiche Einspritzung des Titanlegierungspulvers in flüssigem Zustand während des gesamten Spritzgussprozesses verantwortlich und spielt eine wichtige Rolle bei der Beibehaltung der Form des Barrens bis zur Vorsinterphase. Allerdings wird der hinzugefügte Klebstoff auch während des gesamten Spritzgussprozesses zu einer der wahrscheinlichsten Schadstoffquellen. Darüber hinaus verringert ein höherer Bindemittelgehalt die Füllmenge des Pulvers, was nicht nur dazu führt, dass die Form des Körpers nach dem Entfetten zusammenbricht, was zu Defekten wie Verformung und Rissbildung führt, sondern auch die Schrumpfungsrate beim Sintern erhöht und die Abmessungen erheblich verringert Genauigkeit. Produkt; Obwohl der Bindemittelgehalt eine hohe Pulverfüllmenge gewährleisten kann, ist es schwierig, ein Futter mit guter Fließfähigkeit zuzubereiten, und die Injektion kann nicht reibungslos abgeschlossen werden. Die Sicherstellung des Gleichgewichts zwischen Bindemittelgehalt und Pulverfüllmenge erhöht die Schwierigkeit der Proxy-Forschung im Bindungsprozess erheblich. Es ist ersichtlich, dass das Bindemittel zwar nicht die endgültige Zusammensetzung des Sinterprodukts bestimmen kann, seine Auswahl und Verwendung jedoch einen direkten Einfluss auf die nachfolgenden Entfettungs- und Sinterprozesse und damit auf die Produktqualität hat. Daher liegt der Schwerpunkt bei der Forschungsarbeit zur Metallpulver-Spritzguss-Titanlegierungstechnologie auf der Verbindungstechnologie, die auch das Kernthema erfasst.

MIM-Überlegungen

Für Komponenten, die mit anderen Metallumformverfahren hergestellt werden, eignen sich für den MIM-Prozess diejenigen, die umfangreiche Bearbeitungseinstellungen oder Montagevorgänge erfordern. Der Hauptvorteil von MIM besteht darin, dass es Metallkomponenten mit komplexen geometrischen Formen herstellen kann, ohne dass eine mechanische Bearbeitung erforderlich ist.

Das MIM-Verfahren bietet nicht nur erhebliche Vorteile, sondern weist auch spezifische Anforderungen und Besonderheiten auf. Erstens müssen die Komponenten von der Größe her in einen Raum von der Größe eines Tennisballs passen. Für größere Bauteile sollten andere Verfahren in Betracht gezogen werden. Das Produktgewicht sollte vorzugsweise zwischen {{0}},1 und 35 Gramm liegen, die gleichmäßige Wandstärke sollte zwischen 0,030 Zoll und 0,250 Zoll liegen und dabei eine selbsttragende geometrische Form aufweisen der Sintervorgang.

Der Hauptvorteil von MIM besteht darin, dass es Metallkomponenten mit komplexen geometrischen Formen herstellen kann, ohne dass eine mechanische Bearbeitung erforderlich ist.

Mögliche Metallmaterialien sind Edelstahl (17-4, 316, 420); Kohlenstoffarmer Stahl (FN02, FN0205, FN08, 4620, 4140, 8620), Titanlegierungen und weichmagnetische Materialien (FeSi3, FN50). Es kann sich auch um Werkzeugstahl, eine Legierung mit kontrollierbarer Ausdehnung und eine Superlegierung handeln.

Hinsichtlich der Materialeigenschaften ähnelt die Materialzusammensetzung auch bei Verwendung von Polymerklebstoffen den auf andere Weise hergestellten Stahlteilen und weist eine Rohstahldichte von etwa 95 bis 99 Prozent auf. Die Toleranz während des Herstellungsprozesses beträgt plus oder minus 0,5 Prozent. Es ist möglich, strengere Toleranzen zu erreichen, es ist jedoch notwendig, eine kleine Menge Material zu wichtigen Merkmalen hinzuzufügen und letztendlich die Anforderungen an die Merkmalsgröße oder -position durch Präzisionsbearbeitungsprozesse zu erfüllen.

Betrachten Sie als nächstes die erforderliche jährliche Produktionsmenge. Aufgrund der Kosten für den Formenbau und den Musterbetrieb eignet sich MIM für höhere Produktionsmengen. Wenn die Produktion niedrig ist, sind die Fixkosten pro Produkteinheit zu hoch. Normalerweise wird empfohlen, eine jährliche Produktion von 10.000 Einheiten oder mehr zu veranschlagen.

Der Spritzguss-Konstruktionsprozess benötigt einen Anguss; Dies muss im Design- und Formplan enthalten sein. Scharfe Ecken sind Spannungspunkte, daher ist es am besten, an diesen Stellen größere Radiusabmessungen zu verwenden. Der Entformungswinkel beim Komponentendesign sollte zwischen 0,5 º und 1 º liegen, um den Komponentenauswurf zu unterstützen. Es können sowohl Innen- als auch Außengewinde geformt werden. Wo immer möglich, sollte das Bauteildesign eine ebene Oberfläche zum Sintern vorsehen. Ansonsten sind für Produkte mit hochpräzisen geometrischen Formen maßgeschneiderte Sintervorrichtungen erforderlich.

Darüber hinaus kann der Herstellungsprozess bei Bedarf eine Weiterverarbeitung der MIM-Komponenten wie Wärmebehandlung, Galvanisierung und mechanische Bearbeitung umfassen, die größtenteils bei Drittanbietern durchgeführt wird.

Einige Komponententypen sind für MIM-Prozesse nicht geeignet: Schraubenmaschinenkomponenten, Stanzteile, Präzisionsstanzteile, Schmiedeteile, Kaltstauchteile, Nichteisenlegierungen, Teile mit Toleranzen von weniger als plus oder minus 0,002 Zoll und Getriebe.

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Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. verfügt außerdem über Qualitätsmanagementsysteme wie ISO 9001, ISO 14001, IATF und ITAR. Unser Unternehmen hat hervorragende Fähigkeiten zur Toleranzkontrolle bewiesen, wodurch ohne Nachbearbeitung eine Toleranzleistung von plus oder minus 0,002 Zoll erreicht werden kann. Und es hat eine gute Materialkonsistenz durch die Verwendung von BASF-Katalysatormaterialien festgestellt, einschließlich der Konsistenz zwischen den Chargen und der Betriebskonsistenz der Komponenten.

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