שלבים בסיסיים של הזרקת מתכת

שלבים בסיסיים של הזרקת מתכת

שלבי התהליך הבסיסיים שלהזרקת מתכתהם כדלקמן: ראשית, בחר את אבקת המתכת והקלסר העומדים בדרישות של MIM, ולאחר מכן מערבבים את האבקה והקלסר להזנה אחידה בטמפרטורה מסוימת בשיטות מתאימות. לאחר הגרנולציה מתבצעת ההזרקה. הריק שנוצר מושחת וצפיפות למוצר סופי לאחר טיפול הסרת שומנים.

1. טכנולוגיית אבקת MIM וטחינה

ל-MIM דרישות גבוהות לאבקה גולמית, והבחירה באבקה צריכה להיות תורמת לערבוב, הזרקה, הסרת שומנים וסינטר, שלעתים קרובות סותרת. המחקר של אבקת גולמי MIM כולל: צורת אבקה, גודל החלקיקים והרכב גודל החלקיקים, משטח ספציפי וכו'. טבלה 1 מפרטת את המאפיינים של אבקת גולמית המתאימה ל-MIM.

בשל הדרישות העדינות של אבקת ה-MIM, המחיר של אבקת ה-MIM הגולמית הוא בדרך כלל גבוה, חלקן אפילו פי 10 מהמחיר של אבקת ה-PM המסורתית. זהו גורם מפתח המגביל את היישום הרחב של טכנולוגיית MIM. כיום, השיטות העיקריות לייצור אבקה גולמית עבור MIM כוללות שיטת קרבוניל, שיטת ריסוס מים בלחץ גבוה, שיטת פיצול גז בלחץ גבוה וכו'.

2. קלסר

קלסר הוא הליבה של טכנולוגיית MIM. ב-MIM, לקלסר שתי פונקציות בסיסיות: הגברת נזילות כדי להתאים להזרקה ושמירה על צורת הבלוק הירוק. בנוסף, צריך להיות לו גם מאפיינים של הסרה קלה, חוסר רעילות ועלות סבירה. לכן, צצו מגוון קלסרים. בשנים האחרונות הוא משתנה בהדרגה מבחירה על סמך ניסיון לדרישות לשיטות הסרת שומנים ותפקודים של הקלסר, יש לכוון את כיוון הפיתוח של מערכת ההדבקה.

קלסר מורכב בדרך כלל ממרכיב מולקולרי נמוך ומרכיב מולקולרי גבוה בתוספת כמה תוספים הכרחיים. לרכיב מולקולרי נמוך יש צמיגות נמוכה, נזילות טובה והסרה קלה; לרכיב הפולימר יש צמיגות וחוזק גבוהים כדי לשמור על חוזק הריק היוצר. השניים פרופורציונליים כראוי לקבלת יכולת העמסת אבקה גבוהה, ולבסוף יתקבל מוצר עם דיוק גבוה ואחידות גבוהה.

3. ערבוב

ערבוב הוא תהליך של ערבוב אבקת מתכת וחומר קלסר לקבלת הזנה אחידה. מכיוון שאופי ההזנה קובע את הביצועים של מוצר ההזרקה הסופי, תהליך הערבוב חשוב מאוד. זה כרוך בגורמים רבים כמו דרך ורצף הוספת קלסר ואבקה, טמפרטורת ערבוב, מאפייני מכשיר הערבוב וכו'. נכון להיום, שלב תהליך זה נשאר ברמה של הסתמכות על ניסיון. אינדיקטור חשוב להערכה סופית של תהליך הערבוב הוא האחידות והעקביות של ההזנה.

הערבוב של הזנת MIM הושלם תחת פעולה משולבת של אפקט תרמי וכוח גזירה. טמפרטורת הערבוב לא צריכה להיות גבוהה מדי, אחרת הקלסר עלול להתפרק או שהאבקה והקלסר עלולים להיות מופרדים בגלל הצמיגות הנמוכה. כוח הגזירה ישתנה בהתאם לשיטת הערבוב. מכשירי הערבוב הנפוצים של MIM כוללים מכבש בורג כפול, מיקסר אימפלר בצורת Z, מכבש בורג יחיד, מכבש בוכנה, מיקסר פלנטרי כפול, מיקסר פקה כפול וכו'. מכשירי ערבוב אלו מתאימים להכנת תערובות עם צמיגות בטווח של {{1 }}Pa · s.

שיטת הערבוב היא בדרך כלל להוסיף רכיבים בנקודת התכה גבוהה להיתוך, לאחר מכן להתקרר, להוסיף רכיבים בנקודת התכה נמוכה, ולאחר מכן להוסיף אבקת מתכת בקבוצות. זה יכול למנוע גיזוז או פירוק של רכיבים בנקודת התכה נמוכה. הוספת אבקת מתכת בקבוצות יכולה למנוע את העלייה הפתאומית של המומנט הנגרמת כתוצאה מקירור מהיר מדי ולהפחית את אובדן הציוד.

לשיטת האכלה של התאמת אבקה בגודל חלקיקים שונה, הפטנט היפני מציג: תחילה הוסף את האבקה העבה יותר 15-40um water atomized לתוך הקלסר, לאחר מכן הוסף את 5-15um אבקת, ולאחר מכן הוסף את האבקה עם גודל האבקה פחות או שווה ל-5um, כך שההתכווצות של המוצר הסופי ישתנה מעט. על מנת לצבוע באופן אחיד שכבת דבק מסביב לאבקה, ניתן להוסיף ישירות את אבקת המתכת לרכיב נקודת ההיתוך הגבוהה, ולאחר מכן להוסיף לרכיב נקודת ההיתוך הנמוכה, ולאחר מכן ניתן להסיר את האוויר. לדוגמה, אנואר הוסיף ישירות תרחיף PMMA לאבקת הנירוסטה וערבב אותה, ואז הוסיף תמיסת PEG מימית, ייבש אותה והוציא את האוויר תוך כדי ערבוב. O'Connor משתמש בממס כדי לערבב, תחילה לערבב יבש SA עם אבקה, לאחר מכן להוסיף ממס טטרהידרופורן, ולאחר מכן להוסיף פולימר. לאחר ש-tetrahydrofuran בורח בחום, הוסף אבקה כדי לערבב, לקבלת הזנה אחידה.

4. הזרקה

מטרת ההזרקה היא להשיג את הצורה הרצויה של הגוף הירוק MIM ללא פגמים ועם חלקיקים אחידים. כפי שמוצג באיור 1, חממו תחילה את ההזנה הגרגירית לטמפרטורה גבוהה מסוימת כדי להפוך אותו לזרימה, לאחר מכן הזרקו אותו לתוך חלל התבנית כדי להתקרר כדי לקבל את הצורה הנדרשת של גוף קשיח, ולאחר מכן הוצא אותו מהתבנית כדי להשיג את ה-MIM הריק. תהליך זה זהה לתהליך הזרקת הפלסטיק המסורתי, אך בגלל תכולת האבקה הגבוהה של הזנת MIM, ישנם הבדלים גדולים בפרמטרי התהליך ובהיבטים אחרים של תהליך ההזרקה. בקרה לא נכונה תוביל בקלות לליקויים שונים.

5. הסרת שומנים

מאז הופעתה של טכנולוגיית MIM, עם מערכות הקלסרים השונות, נוצרו מגוון נתיבי תהליך MIM ושיטות הסרת שומנים. זמן הסרת השומנים התקצר מכמה ימים בהתחלה לכמה שעות עכשיו. מבחינת שלבי הסרת השומנים, ניתן לחלק באופן גס את כל שיטות הסרת השומנים לשתי קטגוריות: האחת היא שיטת הסרת שומנים דו-שלבית. שיטת הסרת השומנים הדו-שלבית כוללת הסרת שומנים ממס בתוספת הסרת שומנים תרמית, הסרת שומנים סיפון- הסרת שומנים תרמית ועוד. שיטת הסרת שומנים חד-שלבית היא בעיקרה שיטת הסרת שומנים תרמית חד-שלבית. כיום השיטה המתקדמת היא שיטת amaetamold. להלן מספר שיטות מייצגות להסרת שומנים של MIM.

6. סינטרה

סינטרה היא השלב הבא בתהליך MIM. סינטרה מסלקת את הנקבוביות בין חלקיקי האבקה והופכת את מוצר MIM לדחוס מלא או כמעט צפוף לחלוטין. בשל השימוש במספר רב של קלסרים בטכנולוגיית הזרקת מתכת, ההתכווצות במהלך הסינטר גדולה מאוד, וקצב הכיווץ הליניארי שלו מגיע בדרך כלל ל-13 אחוזים - 25 אחוזים, כך שישנה בעיה של בקרת דפורמציה ו בקרת דיוק ממדי. במיוחד בגלל שמוצרי MIM הם לרוב חלקים מעוצבים בעלי צורות מורכבות, הבעיה הזו הופכת יותר ויותר בולטת. הזנה אחידה היא גורם מפתח לדיוק ממדי ובקרת דפורמציה של מוצרים מסוננים סופיים. צפיפות דחיסה גבוהה של אבקה יכולה להפחית את כיווץ סינטר, והיא גם תורמת לתהליך הסינטר ולבקרת דיוק הממדים. למוצרי ברזל ונירוסטה קיימת גם בעיה של בקרת פוטנציאל פחמן בסינטר. בשל המחיר הגבוה של אבקה עדינה כיום, זוהי דרך חשובה להפחית את עלות הייצור של הזרקת אבקה כדי ללמוד את טכנולוגיית הסינטר המתחזקת של בילט אבקה גס. טכנולוגיה זו היא היבט מחקרי חשוב של הזרקת אבקת מתכת כיום.