Metallin ruiskuvaluprosessin vaiheet ja suunnittelusäännöt

Metallin ruiskuvaluprosessin vaiheet ja suunnittelusäännöt

Metallin ruiskuvaluon perinteinen ruiskuvalu, joka muuttaa kiinteiden metalliosien valmistusta ruiskuvaluteknologialla. Tässä prosessissa raaka-aineena on metallin ja polymeerin jauheseos. Tästä syystä MIM:ää kutsutaan joskus jauheruiskuvaluksi (PIM). Normaalilla ruiskuvalukoneella jauhe sulatetaan ja ruiskutetaan muottiin, jossa se jäähdytetään ja jähmettyy halutun osan muotoon. Seuraava kuumennusprosessi poistaa ei-toivotun polymeerin ja tuottaa korkeatiheyksisen metalliosan. Metallin ruiskuvalu soveltuu pienten metalliosien valmistukseen suurissa määrissä. Toisin kuin ruiskuvalu, nämä osat voivat olla geometrisesti monimutkaisia ​​ja niissä voi olla ohuet seinät ja yksityiskohdat. Metallijauheen käyttö mahdollistaa erilaisten rauta- ja ei-rautaseosten käytön ja materiaaliominaisuuksien (lujuus, kovuus, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys jne.) lähellä taottua metallia. Lisäksi, koska metalli ei sula MIM-prosessissa (mukaan lukien metallin valuprosessi), superseosta voidaan käyttää työkalun käyttöiän pidentämiseksi ilman negatiivista vaikutusta. MIM:ssä yleisesti käytettyjä metalleja ovat seuraavat:

Matala seostettu teräs;

ruostumaton teräs;

High Speed ​​terästä;

Rauta-napa;

Koboltti metalliseos;

kupariseos;

Nikkeli metalliseos;

Volframi metalliseos;

Titaaniseos.

MIM-prosessista valmistettuja metalliosia löytyy monilta aloilta, mukaan lukien ilmailu-, auto-, kulutustavara-, lääketieteellinen hammaslääketiede ja tietoliikenne. MIM-komponentteja löytyy matkapuhelintarvikkeista, urheiluvälineistä, sähkötyökaluista, kirurgisista instrumenteista sekä erilaisista elektronisista ja optisista laitteista.

Metalliruiskuvalu elektroniset lisävarusteet sisältävät seuraavat vaiheet:

MIM-raaka-aineen valmistelu

Raaka-aineen valmistus - ensimmäinen vaihe on metallin ja polymeerin jauheseos. Tässä käytetty jauhemetalli on hienompaa (yleensä 20 mikronia) kuin perinteisissä jauhemetallurgisissa menetelmissä. Metallijauhe sekoitetaan kuuman kestomuovisen sideaineen kanssa, jäähdytetään ja sitten rakeistetaan yhtenäisen raaka-aineen muodostamiseksi. Saaduista raaka-aineista on tyypillisesti 60 prosenttia metallia ja 40 prosenttia polymeeriä (tilavuus).

MIM ruiskuvalu

Ruiskupuristus - Raakajauheessa käytetään samoja laitteita ja työkaluja kuin muovin ruiskuvalussa. Siksi muottipesän sintrausosan rakenne on noin 20 prosenttia suurempi, mikä vastaa kutistumista. Ruiskupuristussyklissä raaka-aineet sulatetaan ja ruiskutetaan muottipesään, jossa ne jäähtyvät ja jähmettyvät osien muotoon. Osa valetusta "vihreästä" irrotetaan ja puhdistetaan sitten kaiken flash-muistin poistamiseksi.

MIM rasvanpoisto

Rasvanpoisto - Tässä vaiheessa metallipolymeeriliima poistetaan. Joissakin tapauksissa ensimmäisen liuotinrasvanpoistoaineen "vihreä" osa asetetaan vesi- tai kemikaalihauteeseen liukenemaan suurin osa liimasta. Tämän vaiheen jälkeen (1 sijasta) suoritetaan lämpörasvanpoisto tai esisintraus. Osa "vihreästä" kuumennetaan matalalämpötilaisessa uunissa polymeeriliiman poistamiseksi haihduttamalla. Tämän seurauksena jäljelle jäävä "ruskea" metalliosa sisältää noin 40 prosenttia tilavuuden läpi olevasta tyhjästä tilasta.

MIM sintraus

Sintrauksen jälkeinen vaihe on sintraus tyhjän tilan pienentämiseksi noin 1-5 prosentilla, jotta korkean lämpötilan uunin "ruskeaan" osaan (95-99 prosenttia) muodostuu metalliosa, jonka tiheys on suuri ( jopa 2500 astetta F). Uunissa käytetään inerttiä kaasua ja sen lämpötila on lähellä 85 prosenttia metallin sulamispisteestä. Tämä prosessireikä poistetaan materiaalista, minkä seurauksena sen muoto pienenee osittain 75-85 prosenttiin. Tämä kutistuminen on kuitenkin tasaista ja se voidaan ennustaa tarkasti. Saatu osa säilyttää alkuperäisen muovatun muodon korkean toleranssin, mutta tiheys on nyt paljon suurempi.

Sintrausprosessin päätyttyä vaadittu toissijainen toimenpide voi parantaa toleranssia tai pinnan viimeistelyä. Kuitenkin, kuten osa valumetallia, joitain toissijaisia ​​prosesseja voidaan suorittaa uusien toimintojen lisäämiseksi, materiaaliominaisuuksien parantamiseksi tai muiden komponenttien lisäämiseksi. Esimerkiksi MIM-osa voidaan koneistaa, lämpökäsitellä tai hitsata.

Metalliruiskupuristuksen (MIM) suunnittelusäännöt:

Kun suunnitteluosa on tehty MIM:llä, suurin osa ruiskuvalua koskevista suunnittelusäännöistä pätee edelleen. On kuitenkin joitain poikkeuksia tai lisäyksiä, kuten seuraavat:

Seinämän paksuus - aivan kuten muoviruiskuvalussa, seinämän paksuutta ei pidä minimoida ja pitää koko yhtenäinen osa. On syytä huomata, että MIM-prosessissa seinämän paksuuden pienentäminen ei pelkästään vähennä materiaalin määrää ja kiertoaikaa, vaan myös vähentää rasvanpoisto- ja sintrausaikaa.

Luonnos - Muoviruiskuvalua on olemassa, ja monet MIM-yritykset eivät tarvitse luonnosta. Jauhemateriaaliversiossa on helpompi käyttää muotista valmistettuja polymeeriliimoja kuin useimpia ruiskupuristuspolymeerejä. Lisäksi MIM-osat jäähtyvät täysin ja kutistuvat muovausominaisuuden ympärillä ennen kuin ne ruiskutetaan ulos, koska metallijauheseos tarvitsee pidemmän aikaa jäähtyä.

Sintraustuki - Sintrauksen aikana MIM-komponentit on tuettava tai kierrettävä kunnolla, koska ne voivat kutistua. Suunnittelemalla osien tasainen pinta samaan tasoon voidaan käyttää tavallista tasaista tukialustaa. Muuten voidaan tarvita kalliimpia mukautettuja kiinnikkeitä.