
Metallspritzgussverfahren
Das Metallspritzgussverfahren (Metal Powder Injection Moulding Technology, kurz MIM) ist eine neue Art der pulvermetallurgischen endkonturnahen Formgebungstechnologie, die durch die Einführung moderner Kunststoffspritzgusstechnologie in das Gebiet der Pulvermetallurgie entstanden ist.
Das Metallspritzgussverfahren (Metal Powder Injection Moulding Technology, kurz MIM) ist eine neue Art der pulvermetallurgischen endkonturnahen Formgebungstechnologie, die durch die Einführung moderner Kunststoffspritzgusstechnologie in das Gebiet der Pulvermetallurgie entstanden ist.
Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. ist eine Sammlung von Metallspritzguss mit Kupferlegierung, Metallspritzguss auf Eisenbasis, Metallspritzguss auf Edelstahlbasis, Metallspritzguss mit Aluminiumlegierung, Metallspritzguss mit Nickellegierung, Metallspritzguss mit Kobaltlegierung Formen, Metallspritzguss aus Wolframlegierung Ein umfassendes Hightech-Unternehmen, das F&E, Produktion und Vertrieb von Spritzguss, Hartmetall-Spritzguss und Strukturteilen aus der Pulvermetallurgie integriert.
Produktbezkritik
1. Implementierungsstandards: Das Unternehmen setzt die Zertifizierung nach ISO9001, ISO14001 und IATF16949 strikt um
Die Produkte haben die Zertifizierung von ROHS, FDA EU usw. bestanden.
2. Produktmaterialnormen: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, LÄRM, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB
3. Hauptprozesse: Metallspritzguss MIM, Pulvermetallurgie PM, Feinguss, Aluminium-Druckguss,
4. Verfügbare Materialien für die Pulvermetallurgie:
Kupferlegierungen, Eisenbasen, Titanlegierungen, Edelstahlbasen, Aluminiumlegierungen, Nickellegierungen, Kobaltlegierungen, Wolframlegierungen, Hartmetalle, Hydroxylegierungen, weichmagnetische Materialien und 3D-Druck können nach Kundenwunsch angepasst werden.
Technologie des Handwerks
Der grundlegende Prozess des Metallspritzgussverfahrens ist wie folgt: Zuerst werden das feste Pulver und das organische Bindemittel gleichmäßig gemischt und nach der Granulierung von einer Spritzgussmaschine im Erwärmungs- und Plastifizierungszustand (~ 150 Grad) in den Formhohlraum eingespritzt C) verfestigen und formen und dann verwenden Das Bindemittel in dem geformten Rohling wird durch chemische oder thermische Zersetzung entfernt, und schließlich wird das Endprodukt durch Sintern und Verdichten erhalten. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zeichnet es sich durch hohe Präzision, einheitliche Organisation, hervorragende Leistung und niedrige Produktionskosten aus. Seine Produkte werden häufig in der elektronischen Informationstechnik, biomedizinischen Geräten, Bürogeräten, Automobilen, Maschinen, Hardware, Sportgeräten, der Uhrenindustrie, der Waffen- und der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Daher wird allgemein angenommen, dass die Entwicklung dieser Technologie zu einer Revolution in der Formgebungs- und Verarbeitungstechnologie von Teilen führen wird und als „die beliebteste Formgebungstechnologie von Teilen heute“ und „Formgebungstechnologie des 21. Jahrhunderts“ bekannt ist.
Geschichte und aktuelle Situation
Sie wurde 1973 von Parmatech in Kalifornien erfunden. Anfang der 1980er Jahre investierten auch viele Länder in Europa und Japan viel Energie in die Erforschung dieser Technologie, und sie wurde schnell gefördert. Besonders in der Mitte-1980s hat sich diese Technologie seit ihrer Industrialisierung sprunghaft entwickelt und wächst jedes Jahr mit erstaunlicher Geschwindigkeit. Bisher gibt es mehr als 100 Unternehmen in mehr als 10 Ländern und Regionen wie den Vereinigten Staaten, Westeuropa und Japan, die sich mit Produktentwicklung, Forschung und Vertrieb dieser Technologie befassen. Japan ist im Wettbewerb sehr aktiv und hat hervorragende Leistungen. Viele große Unternehmen haben sich an der Förderung der MIM-Industrie beteiligt, darunter Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong Special Steel usw. Derzeit gibt es mehr als 40 Unternehmen, die sich auf die MIM-Industrie spezialisiert haben MIM-Industrie in Japan, und der Gesamtverkaufswert ihrer MIM-Industrieprodukte hat bereits den von Europa übertroffen und holt zu den Vereinigten Staaten auf. Bisher waren mehr als 100 Unternehmen weltweit an der Produktentwicklung, Forschung und dem Vertrieb dieser Technologie beteiligt. Die MIM-Technologie ist daher zum aktivsten Grenztechnologiefeld in der neuen Fertigungsindustrie geworden. Es wird durch die bahnbrechende Technologie der weltweiten metallurgischen Industrie repräsentiert. Die MIM-Technologie ist die Hauptrichtung der Entwicklung der Pulvermetallurgie-Technologie.
Prozesseigenschaften

Die Technologie des Metallspritzgussverfahrens ist ein Produkt, das Kunststoffformtechnologie, Polymerchemie, Pulvermetallurgietechnologie und Metallwerkstoffwissenschaften sowie andere Disziplinen integriert. , Dreidimensionale, komplex geformte Strukturteile können Designideen schnell und genau in Produkte mit bestimmten strukturellen und funktionellen Eigenschaften umsetzen und Teile direkt in Massenproduktion herstellen, was eine neue Revolution in der Fertigungstechnologiebranche darstellt. Diese Prozesstechnologie hat nicht nur die Vorteile eines weniger konventionellen Pulvermetallurgieprozesses, kein Schneiden oder weniger Schneiden, hohe wirtschaftliche Vorteile, sondern überwindet auch die Mängel herkömmlicher Pulvermetallurgieprodukte, ungleichmäßige Materialien, geringe mechanische Eigenschaften, schwierig zu bildende dünne Wände und komplexe Strukturen. Besonders geeignet für die Massenproduktion von kleinen, komplexen und Metallteilen mit besonderen Anforderungen. Der technologische Prozess ist Binder → Mischen → Spritzgießen → Entfetten → Sintern → Nachbearbeitung.
Rohstoffvorbereitung: Im ersten Schritt wird eine Pulvermischung aus Metall und Polymer hergestellt. Das hier verwendete Pulvermetall ist viel besser als das in herkömmlichen Pulvermetallurgieprozessen verwendete Pulvermetall (normalerweise unter 20 Mikron). Pulvermetall wird mit einem heißen thermoplastischen Bindemittel gemischt, gekühlt und dann zu einem homogenen Ausgangsmaterial in Granulatform pelletiert. Das resultierende Ausgangsmaterial besteht typischerweise zu 60 Volumenprozent aus Metall und zu 40 Volumenprozent aus Polymer.

Spritzguss: Pulverförmige Rohstoffe werden mit denselben Geräten und Formen wie beim Kunststoffspritzguss geformt. Der Formhohlraum ist jedoch etwa 20 Prozent höher ausgelegt, um die Schwindung des Teils während des Sinterns zu berücksichtigen. In einem Spritzgusszyklus wird Rohmaterial geschmolzen und in einen Formhohlraum eingespritzt, wo es abkühlt und sich in der Form des Teils verfestigt. Das geformte "grüne" Teil wird geknallt und dann gereinigt, um alles Glitzern zu entfernen.

Lösungsmittelentfettung: Dieser Schritt entfernt das Polymerbindemittel vom Metall. In einigen Fällen wird zuerst eine Lösungsmittelentfettung durchgeführt, bei der das "grüne" Teil in ein Wasser- oder Chemikalienbad gelegt wird, um den größten Teil des Klebstoffs aufzulösen. Nach (anstelle von) diesem Schritt wird ein thermisches Entbindern oder Vorsintern durchgeführt. Der "grüne" Teil wurde in einem Niedrigtemperaturofen erhitzt, um das Polymerbindemittel durch Verdampfen zu entfernen. Infolgedessen werden die verbleibenden "braunen" Metallteile etwa 40 Prozent des Raums einnehmen.

• Sintern:Der letzte Schritt besteht darin, das "braune" Teil in einem Hochtemperaturofen (bis zu 2500 * F) zu sintern, um den leeren Raum auf etwa 1-5 Prozent zu reduzieren, was zu einer hohen Dichte (95-99 Prozent) führt. Metallteil. Der Ofen verwendet ein Inertgas mit einer Temperatur von fast 85 Prozent des Schmelzpunkts des Metalls. Diese Methode entfernt Poren aus dem Material und schrumpft das Teil auf 75-85 Prozent seiner Größe im Formzustand. Dieses Schrumpfen tritt jedoch gleichmäßig auf und kann genau vorhergesagt werden. Das resultierende Teil behält die ursprüngliche geformte Form mit hohen Toleranzen bei, ist aber jetzt dichter.

Nach dem Sinterprozess sind keine Nachbearbeitungen zur Verbesserung der Toleranzen oder der Oberflächenbeschaffenheit erforderlich. Genau wie bei gegossenen Metallteilen können jedoch mehrere sekundäre Operationen durchgeführt werden, um Features hinzuzufügen, Materialeigenschaften zu verbessern oder andere Teile zusammenzubauen. Beispielsweise können Spritzgussteile aus Metall bearbeitet, wärmebehandelt oder geschweißt werden.
Die meisten Konstruktionsregeln des Spritzgießens gelten immer noch für die Konstruktion von Teilen, die durch Metallspritzgießen hergestellt werden sollen. Es gibt jedoch einige Ausnahmen oder Ergänzungen, wie zum Beispiel:
Wandstärke: Wie beim Kunststoffspritzguss sollte die Wandstärke minimiert und durchgehend gleichmäßig gehalten werden. Insbesondere im Metallspritzgussverfahren reduziert die Minimierung der Wandstärke nicht nur das Materialvolumen und die Zykluszeit, sondern auch die Entschleimungs- und Sinterzeit.
Im Gegensatz zum Kunststoffspritzguss verwenden viele Metallspritzgussteile Polymerbindemittel für pulverförmige Materialien, die leichter zu lösen sind als Formen. Darüber hinaus werden Metallspritzgussteile ausgeworfen, bevor sie vollständig abgekühlt sind, und schrumpfen Formmerkmale, da das Metallpulver in der Mischung länger zum Abkühlen braucht.
• Sinterunterstützung:Während des Sinterprozesses müssen Spritzgussteile aus Metall richtig gestützt werden, da sie sich sonst beim Schrumpfen verdrehen können. Standard-Flachschalen können verwendet werden, indem Teile mit flachen Oberflächen auf derselben Ebene konstruiert werden. Andernfalls ist möglicherweise teurer benutzerdefinierter Support erforderlich.
• Nachbearbeitung:Für Teile mit genaueren Größenanforderungen ist eine notwendige Nachbearbeitung erforderlich. Dieser Prozess ist der gleiche wie der Wärmebehandlungsprozess herkömmlicher Metallprodukte.
• Merkmale des MIM-Prozesses:
Vergleich des MIM-Prozesses und anderer Verarbeitungsprozesse
Die Partikelgröße des beim MIM verwendeten Rohpulvers beträgt 2-15 μm, während die Partikelgröße des Rohpulvers der traditionellen Pulvermetallurgie meist 50-100 μm beträgt. Das fertige Produkt des MIM-Verfahrens hat aufgrund der Verwendung feiner Pulver eine hohe Dichte. Das MIM-Verfahren hat die Vorteile des herkömmlichen Pulvermetallurgie-Verfahrens, und der hohe Freiheitsgrad in der Form kann durch das herkömmliche Pulvermetallurgie-Verfahren nicht erreicht werden. Die traditionelle Pulvermetallurgie ist auf die Festigkeit und Fülldichte der Form beschränkt, und die Form ist meist zweidimensional zylindrisch.
Das traditionelle Enttrocknungsverfahren für Präzisionsguss ist eine äußerst effektive Technologie zur Herstellung von Produkten mit komplexen Formen. In den letzten Jahren kann die Verwendung von Keramikkernen verwendet werden, um fertige Produkte mit Schlitzen und tiefen Löchern zu vervollständigen. Aufgrund der Festigkeit des Keramikkerns und der Begrenzung der Fließfähigkeit der Gießlösung weist das Verfahren jedoch noch einige technische Schwierigkeiten auf. Im Allgemeinen eignet sich dieses Verfahren eher für die Herstellung großer und mittelgroßer Teile, und das MIM-Verfahren eignet sich eher für kleine und komplex geformte Teile. Vergleichsartikel Herstellungsverfahren MIM-Verfahren Herkömmliches Pulvermetallurgieverfahren Pulverpartikelgröße (μm) 2-1550-100 Relative Dichte (Prozent) 95-9880-85 Produktgewicht (g) Weniger als oder gleich 400 Gramm 10-Hunderte Produkt Form Dreidimensionale komplexe Form Zweidimensionale einfache Form Mechanische Eigenschaften Vor- und Nachteile.
Der Vergleich des MIM-Verfahrens und des traditionellen pulvermetallurgischen Druckgussverfahrens wird für Materialien mit niedrigem Schmelzpunkt und guter Fließfähigkeit der Gießflüssigkeit wie Aluminium- und Zinklegierungen verwendet. Die Produkte dieses Verfahrens haben aufgrund von Materialbeschränkungen eine begrenzte Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Der MIM-Prozess kann mehr Rohstoffe verarbeiten.
Obwohl sich die Präzision und Komplexität seiner Produkte in den letzten Jahren verbessert hat, ist das Präzisionsgussverfahren dem Entparaffinierungsverfahren und dem MIM-Verfahren immer noch unterlegen. Pulverschmieden ist eine wichtige Entwicklung und wurde auf die Massenproduktion von Pleuelstangen angewendet. Im Allgemeinen sind jedoch die Kosten für die Wärmebehandlung und die Lebensdauer des Gesenks im Schmiedeprojekt immer noch problematisch, die noch weiter gelöst werden müssen.
Die traditionelle Bearbeitungsmethode und die jüngste Verbesserung ihrer Bearbeitungskapazität durch Automatisierung haben große Fortschritte in Wirkung und Genauigkeit gemacht, aber die grundlegenden Verfahren sind immer noch untrennbar mit der schrittweisen Bearbeitung (Drehen, Hobeln, Fräsen, Schleifen, Bohren, Polieren, usw. ), um die Teileform zu vervollständigen. Die Bearbeitungsgenauigkeit des Bearbeitungsverfahrens ist viel besser als bei anderen Bearbeitungsverfahren, aber da die effektive Ausnutzung von Materialien gering ist und die Vollendung seiner Form durch Ausrüstung und Werkzeuge begrenzt ist, können einige Teile nicht bearbeitet werden. Im Gegensatz dazu kann MIM Materialien ohne Einschränkung effektiv verwenden. Für die Herstellung kleiner, schwierig geformter Präzisionsteile ist der MIM-Prozess kostengünstiger und effizienter als die mechanische Bearbeitung und äußerst wettbewerbsfähig.
Die MIM-Technologie soll nicht in Konkurrenz zu herkömmlichen Bearbeitungsverfahren treten, sondern die technischen Mängel herkömmlicher Bearbeitungsverfahren oder nicht herstellbare Mängel ausgleichen. Die MIM-Technologie kann ihre Stärken im Bereich der Teile ausspielen, die durch herkömmliche Bearbeitungsverfahren hergestellt werden. Die technischen Vorteile des MIM-Verfahrens in der Teilefertigung können Strukturbauteile mit hochkomplexen Strukturen bilden.
Die Spritzgusstechnologie verwendet die Spritzgussmaschine zum Einspritzen des Produktrohlings, um sicherzustellen, dass das Material vollständig mit dem Formhohlraum gefüllt ist, was auch die Realisierung der hochkomplexen Struktur des Teils gewährleistet. Früher wurden in der traditionellen Verarbeitungstechnik zunächst einzelne Bauteile gefertigt und dann zu Bauteilen zusammengesetzt. Beim Einsatz der MIM-Technologie kann an eine Integration in ein komplettes Einzelteil gedacht werden, was die Arbeitsschritte stark reduziert und den Verarbeitungsprozess vereinfacht. Im Vergleich zu anderen Metallbearbeitungsverfahren weist MIM eine hohe Maßhaltigkeit auf und erfordert keine oder nur eine geringe Nachbearbeitung.
Das Spritzgussverfahren kann direkt dünnwandige und komplexe Strukturteile formen, die Form des Produkts kommt den Anforderungen des Endprodukts nahe und die Maßtoleranz der Teile wird im Allgemeinen bei etwa ±0 gehalten.{ {2}}±0.3. Insbesondere zur Reduzierung der Bearbeitungskosten von schwer zerspanbaren Hartlegierungen ist es von großer Bedeutung, den Bearbeitungsverlust von Edelmetallen zu reduzieren. Das Produkt hat eine einheitliche Mikrostruktur, eine hohe Dichte und eine gute Leistung.
Während des Pressvorgangs ist aufgrund der Reibung zwischen der Matrizenwand und dem Pulver und zwischen dem Pulver und dem Pulver die Pressdruckverteilung sehr ungleichmäßig, was zu einer ungleichmäßigen Mikrostruktur des gepressten Rohlings führt, was die gepresste Pulvermetallurgie verursachen wird Die Schrumpfung ist während des Sinterprozesses ungleichmäßig, daher muss die Sintertemperatur gesenkt werden, um diesen Effekt zu verringern, was zu großer Porosität, schlechter Materialkompaktheit und geringer Dichte führt, was die mechanischen Eigenschaften des Produkts stark beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu handelt es sich beim Spritzgussverfahren um ein Fluid-Molding-Verfahren. Das Vorhandensein des Bindemittels stellt die gleichmäßige Verteilung des Pulvers sicher, wodurch die Ungleichmäßigkeit der Mikrostruktur des Rohlings beseitigt werden kann und die Dichte des gesinterten Produkts dann die theoretische Dichte des Materials erreichen kann. Im Allgemeinen kann die Dichte des Pressprodukts nur 85 Prozent der theoretischen Dichte erreichen. Die hohe Dichte des Produkts kann die Festigkeit erhöhen, die Zähigkeit stärken, die Duktilität, elektrische und thermische Leitfähigkeit verbessern und die magnetischen Eigenschaften verbessern. Hohe Effizienz, einfach zu erreichende Groß- und Großserienproduktion.
Die in der MIM-Technologie verwendete Metallform hat eine Lebensdauer, die mit der von technischen Kunststoff-Spritzgussformen vergleichbar ist. MIM eignet sich aufgrund der Verwendung von Metallformen für die Massenproduktion von Teilen. Da der Produktrohling von der Spritzgussmaschine geformt wird, wird die Produktionseffizienz stark verbessert, die Produktionskosten werden reduziert und die Konsistenz und Wiederholbarkeit des spritzgegossenen Produkts sind gut, wodurch eine Garantie für die Groß- und Großindustrie bereitgestellt wird Produktion. Große Auswahl an anwendbaren Materialien und breite Anwendungsgebiete (auf Eisen basierender, niedriglegierter Schnellarbeitsstahl, Edelstahl, Gram-Valve-Legierung, Hartmetall).
Die Materialien, die für das Spritzgießen verwendet werden können, sind sehr breit. Im Prinzip kann jedes Pulvermaterial, das bei hoher Temperatur gegossen werden kann, durch das MIM-Verfahren zu Teilen geformt werden, einschließlich schwer zu bearbeitender Materialien und hochschmelzender Materialien in traditionellen Herstellungsverfahren. Darüber hinaus kann MIM auch Materialformulierungsforschung gemäß den Benutzeranforderungen durchführen, Legierungsmaterialien in beliebiger Kombination herstellen und Verbundmaterialien zu Teilen formen. Die Anwendungsgebiete von Spritzgussprodukten haben sich auf alle Bereiche der Volkswirtschaft ausgeweitet und haben breite Marktaussichten.
Post-Casting-Prozess
1. Wärmebehandlung: Glühen, Aufkohlen, Anlassen, Abschrecken, Normalisieren, Oberflächenanlassen
2. Verarbeitungsgeräte: CNC, WEDM, Drehmaschine, Fräsmaschine, Bohrmaschine, Schleifmaschine usw.;
3. Oberflächenbehandlung: Pulversprühen, Verchromen, Lackieren, Sandstrahlen, Vernickeln, Galvanisieren, Schwärzen, Polieren, Bläuen usw.
Formen und Inspektionsvorrichtungen
1. Lebensdauer der Form: in der Regel semipermanent. (außer verlorener Schaum)
2. Lieferzeit der Form: 10-25 Tage (je nach Produktstruktur und Produktgröße).
3. Werkzeug- und Formenwartung: Zhongwei ist für Präzisionsteile verantwortlich.

Qualitätskontrolle
1. Qualitätskontrolle: Die Fehlerquote beträgt weniger als 0,1 Prozent .
2. Muster und Probelauf werden während der Produktion und vor dem Versand zu 100 Prozent geprüft, Musterprüfung für die Massenproduktion gemäß ISDO-Standards oder Kundenanforderungen
3. Prüfgeräte: Fehlererkennung, Spektrumanalysator, Golden Image Analyzer, Drei-Koordinaten-Messmaschine, Härteprüfgerät, Zugprüfmaschine.

Anwendung
(1) Computer und seine Hilfseinrichtungen: wie Druckerteile, Magnetkerne, Schlagstifte, Antriebsteile usw.;
(2) Werkzeuge: wie Bohrer, Schneidköpfe, Düsen, Einlippenbohrer, Spiralfräser, Stempel, Stecknüsse, Schraubenschlüssel, Elektrowerkzeuge, Handwerkzeuge usw.;
(3) Haushaltsgeräte: wie Uhrengehäuse, Uhrenketten, elektrische Zahnbürsten, Scheren, Ventilatoren, Golfköpfe, Schmuckglieder, Kugelschreiberklemmen, Schneidwerkzeugbits und andere Teile;
(4) Teile für medizinische Maschinen: wie kieferorthopädische Rahmen, Scheren, Pinzetten usw.;
(5) Militärische Teile: Raketenheck, Waffenteile, Gefechtsköpfe, Drogenabdeckung, Zünderteile usw.;
(6) Elektrische Teile: elektronische Verpackungen, Mikromotoren, elektronische Teile, Sensorgeräte usw.;
(7) Mechanische Teile: wie Baumwolllockerungsmaschine, Textilmaschine, Kräuselmaschine, Büromaschinen usw.;
(8) Automobil- und Schiffsteile: wie Kupplungsinnenring, Gabelhülse, Verteilerhülse, Ventilführung, Synchronnabe, Airbagteile usw.
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Darüber hinaus hat Z33 eine gute Korrosionsbeständigkeit und kann in rauen Umgebungen, die verschiedenen Chemikalien ausgesetzt sind, in vielen Szenarien erfolgreich eingesetzt werden, z ersetzen die teuren PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, einige Anwendungsbereiche von TPEE. Darüber hinaus weist Z33 eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme auf, und die Gesamtleistung wird durch Feuchtigkeit kaum beeinträchtigt. Das gesamte Paket von Wintone Z33 muss vor dem Spritzgießen nicht gebacken werden und kann direkt eingespritzt werden, und nach dem Spritzgießen ist keine Wasserbehandlung erforderlich.
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