Металлическое литье
 | Эта статья требует дополнительных цитат для проверки . ( сентябрь 2010 г. ) |
Литье для инъекции металлов ( MIM )-это металлический процесс, в котором мелко упущенные металл смешивают с переплетчивым материалом, чтобы создать «сырье», который затем формируется и закрепляется с использованием литья под давлением . Литье для инъекции металлов сочетает в себе наиболее полезные характеристики металлургии порошка и пластикового литья под давлением, чтобы облегчить производство небольших комплексных металлических компонентов с выдающимися механическими свойствами. [ 1 ] Процесс формования позволяет формировать большие сложные детали за один шаг. После формования деталь подвергается кондиционированию для удаления связующего (дебютирования) и уплотнения порошков. Готовые продукты - это небольшие компоненты, используемые во многих отраслях и приложениях.
Поведение сырья MIM регулируется реологией , изучением грязи, суспензий и других невтоновских жидкостей.
Из -за текущих ограничений оборудования, [ как? ] Продукты должны быть сформированы с использованием количества 100 граммов или меньше на «выстрел» в форму. Этот снимок может быть распределен по нескольким полостям, что делает MIM экономически эффективным для небольших, сложных, больших продуктов, которые в противном случае были бы дорогими для производства. Мим сырье может состоять из множества металлов, но наиболее распространенными являются нержавеющие стали, широко используемые в порошковой металлургии . После первоначального литья снимается связующее сырье, а частицы металлов связаны диффузией и уплотнены для достижения желаемых свойств прочности. Последняя операция обычно сокращает продукт на 15% в каждом измерении.
В 1986 году рынок литья в инъекциях металла вырос с 9 млн. Долл. США до 382 млн. Долл. США в 2004 году до более чем 1,5 млрд. Долл. США в 2015 году. Связанная технология представляет собой формование керамического порошка, что приводит к общему количеству продаж в 2 млрд. Долл. США. Большая часть роста в последние годы была в Азии. [ 2 ]
Процесс
[ редактировать ]
В монографии Po Gribovsky, опубликованной в 1956 году, подробно описывает технологию керамических продуктов горячего литья (горячего литья) под давлением (теперь, литье под давлением с низким давлением) и, в частности, отмечает, что «Технология горячего литья обеспечивает способность к способности Производит продукты из любых твердых материалов, начиная от натуральных минералов, чистых оксидов, карбидов, металлов и т. Д., А также заканчивая многокомпонентными композитными синтетическими материалами и их комбинациями ». [ 3 ] Это признак возможности MIM-кастинга, которая была реализована доктором Рэймондом Э. Вихом-младшим в 1970-х годах, который усовершенствовал технологию MIM в качестве соучредителя калифорнийской компании по имени Parmatech , название, сжатое из фразы «частица Материальные технологии ». [ 4 ] Wiech позже запатентован [ 5 ] его процесс, и он был широко принят для производства в 1980 -х годах.
MIM получила признание на протяжении всего 1990 -х годов, так как улучшения последующих процессов обусловливания привели к конечному продукту, который работает аналогично или лучше, чем те, которые были сделаны через конкурирующие процессы. Технология MIM повысила эффективность затрат за счет высокого объема добычи до «чистой формы», отрицая дорогостоящие, дополнительные операции, такие как обработка, хотя MIM слаб с точки зрения тесных спецификаций.
Стадии процесса включают объединение металлических порошков с полимерами, такими как воск и полипропиленовые связующие, для получения смесь «сырье», которая вводится в виде жидкости в форму с использованием пластиковых формовочных машин. Формованная или «зеленая часть» охлаждается и выброшена из формы. Затем часть материала связующего удаляется с использованием растворителя, тепловых печей, каталитического процесса или комбинации методов. Полученная, хрупкая и пористая (40 процентов «воздух») находится в состоянии, называемой «коричневой» стадией. Для часто улучшения обработки дебютирование и спекание объединяются в единый процесс. Протекание нагревает порошок до температуры вблизи точки плавления в защитной атмосферной печи, чтобы уплотнять частицы, используя капиллярные силы в процессе, называемом спеканием . МИМ ЧАСТИ часто спехают при температурах, почти достаточно высоких, чтобы вызвать частичное плавление в процессе, называемом жидкой фазой. Например, нержавеющая сталь может быть нагрета до 1350 до 1400 ° C (от 2460 до 2550 ° F). Скорости диффузии высоки, что приводит к высокой усадке и уплотнению. При выполнении в вакууме, это обычно достигает 96–99% плотности твердости. Металл с конечным продуктом обладает сопоставимыми механическими и физическими свойствами с отожженными деталями, изготовленными с использованием классических методов металлообработки. После спекания теплообразования для MIM такие же, как и с другими маршрутами изготовления, и с высокой плотностью компонент MIM совместим с обработками кондиционирования металлов, такими как Перекрытие , пассивирование , отжиг, карбинизация, нитрирование и упрочнение осадков.
Приложения
[ редактировать ]Окно экономического преимущества в формованных деталях металла лежит в сложности и объеме для деталей мелкого размера. Материалы MIM сопоставимы с металлом, образованным методами конкурирования, а конечные продукты используются в широком спектре промышленных, коммерческих, медицинских, стоматологических, огнестрельных, аэрокосмических и автомобильных применений. Размерные допуски ± 0,3% распространены, и для более тесных допусков требуется обработка. MIM может производить детали, в которых трудно или даже невозможно, эффективно производить предмет с помощью других средств изготовления. В идеале, по меньшей мере 75 -х размеров спецификации в компоненте всего размера всего 25 мм и 10 г массы являются лучшими, как, например, требуется для часовых чехлов, сотовых телефонов и петли для ноутбука. Повышенные затраты на традиционные методы производства, присущие сложности частично, такие как внутренние/внешние потоки, миниатюризация или маркировка идентичности, обычно не увеличивают стоимость в операции MIM из -за гибкости литья под давлением.
Другие возможности дизайна, которые могут быть реализованы в операцию MIM, включают коды продуктов, номера деталей или марки даты; детали, изготовленные по их чистому весовому весовому материалу и стоимости; Плотность, контролируемая до 95–98%; Объединение частей и сложной трехмерной геометрии. [ 6 ]
Способность объединить несколько операций в один процесс гарантирует, что MIM успешно экономит время на выполнение заказа, а также затраты, обеспечивая значительные преимущества для производителей. Процесс формования металла может быть экологически чистой технологией из -за значительного снижения потери по сравнению с «традиционными» методами производства, такими как обработка 5 оси ЧПУ. Однако некоторые из более старых операций генерируют токсичные выбросы, такие как формальдегид, распоряжение хлорированными растворителями и должны сжигать воски или другие полимеры, что приводит к выбросам парниковых газов.
Существует широкий спектр материалов, доступных при использовании процесса MIM. Традиционные процессы металлообработки часто включают в себя значительное количество материальных отходов, что делает MIM высокоэффективным вариантом для изготовления сложных компонентов, состоящих из дорогих/специальных сплавов ( кобальт-хрома , 17-4 PH из нержавеющей стали , титановых сплавов и вольфрамовых карбидов ). MIM является жизнеспособным вариантом, когда требуются чрезвычайно тонкие спецификации стен (то есть 100 микрометров). Кроме того, требования к экранированию электромагнитных помех представляли уникальные проблемы, которые успешно достигаются за счет использования специальных сплавов ( ASTM A753 Тип 4). [ 7 ]
Преимущества
[ редактировать ]- Позволяет свободе изготовить сложные формы, которые будут считаться исключительными затратами другими методами.
- Обеспечивает изготовление деталей микро-размера в больших объемах.
- Достигает чистой формы, таких как внутренние и внешние нити, профилированные отверстия и мелко детализированные текстуры поверхности, накатывание, гравюры и маркировки.
Недостатки
[ редактировать ]Хотя у MIM есть много преимуществ, у него также есть недостатки:
- Более высокая начальная стоимость: требуются высокие начальные инвестиции из -за производственных затрат.
- Ограничение размера: MIM очень хорош для небольших деталей, но он не подходит для производства частей более 20 см.
- Количество: MIM подходит только для высокого количества прогонов.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Расширенные порошковые изделия | металлургия переосмыслена» . AdvancedPowderProducts.com . Получено 14 сентября 2023 года .
- ^ Субраманян, Виджай. «Металлическая и керамическая инъекция формования - AVM049C» . www.bccresearch.com . Получено 27 мая 2015 года .
- ^ Грибовский По (1956). Горячее литье керамических продуктов . Gosenergoizdat Publ. (На русском языке).
- ^ Уильямс, Б. (1989). «Parmatech формирует металлы, такие как пластмассы». Металлический порошок отчет . 44 (10): 675–680.
- ^ Wiech, Raymond E. Jr. (1980-04-08) «Производство деталей для частиц», Патент США 4,197,118 .
- ^ «Беспочечный дизайн металлической формы для точных обработанных компонентов Великобритания - CMG Technologies» . www.cmgtechnologies.co.uk .
- ^ «EMI и магнитное экранирование - Flomet LLC» . www.flomet.com .
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
