שלבים וכללי עיצוב של תהליך הזרקת מתכת

שלבים וכללי עיצוב של תהליך הזרקת מתכת

הזרקת מתכתהוא הזרקה המסורתית, המשנה את ייצור חלקי מתכת מוצקים באמצעות טכנולוגיית הזרקה. בתהליך זה, חומר הגלם הוא תערובת אבקה של מתכת ופולימר. מסיבה זו, ה-MIM נקרא לפעמים הזרקת אבקה (PIM). באמצעות מכונת הזרקה רגילה ממיסים את האבקה ומזריקים אותה לתבנית, שם היא מתקררת ומתמצקת לצורת החלק הרצוי. תהליך החימום שלאחר מכן מסיר את הפולימר הלא רצוי ומייצר חלק מתכת בצפיפות גבוהה. הזרקת מתכת מתאימה לייצור חלקי מתכת קטנים בכמויות גדולות. שלא כמו הזרקה, חלקים אלו עשויים להיות מורכבים מבחינה גיאומטרית ובעלי קירות ופרטים דקים. השימוש באבקת מתכת מאפשר שימוש במגוון ברזל וסגסוגות שאינן ברזל ותכונות החומר (חוזק, קשיות, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה וכו') קרובות לאלו העשויות ממתכת מזויפת. בנוסף, מכיוון שהמתכת אינה נמסה בתהליך MIM (כולל תהליך יציקת מתכת), ניתן להשתמש בסגסוגת העל למשך חיי הכלי ללא כל השפעה שלילית. מתכות בשימוש נפוץ ב-MIM כוללות את הדברים הבאים:

פלדה מסגסוגת נמוכה;

פלדת אל - חלד;

פלדה במהירות גבוהה;

מוט ברזל;

סגסוגת קובלט;

סגסוגת נחושת;

סגסוגת ניקל;

סגסוגת טונגסטן;

סגסוגת טיטניום.

חלקי מתכת המיוצרים מתהליך MIM נמצאים בתעשיות רבות, כולל תעופה וחלל, רכב, מוצרי צריכה, רפואת שיניים רפואית וטלקומוניקציה. ניתן למצוא רכיבי MIM באביזרי טלפון נייד, מוצרי ספורט, כלים חשמליים, מכשירים כירורגיים ומכשירים אלקטרוניים ואופטיים שונים.

אביזרים אלקטרוניים להזרקת מתכת כוללים את השלבים הבאים:

הכנת חומר גלם MIM

הכנת חומר גלם - השלב הראשון הוא תערובת האבקה של מתכת ופולימר. מתכת האבקה המשמשת כאן עדינה יותר (בדרך כלל 20 מיקרון) מאלה המשמשות בשיטות מטלורגיית אבקה מסורתיות. אבקת המתכת מעורבבת עם קלסר תרמופלסטי חם, מקוררת, ולאחר מכן מגוררת ליצירת חומר גלם אחיד. חומרי הגלם המתקבלים הם בדרך כלל 60 אחוז מתכת ו-40 אחוז פולימר (נפח).

הזרקת MIM

הזרקה – האבקה הגולמית משתמשת באותם ציוד וכלים המשמשים להזרקת פלסטיק. לכן, העיצוב של חלק הסינטר של חלל התבנית גדול יותר בכ-20 אחוז, מה שגורם להתכווצות. במחזור ההזרקה, חומרי גלם מומסים ומוזרקים לחלל התבנית, שם הם מתקררים ומתמצקים לצורת חלקים. חלק מה"ירוק" המעוצב נפלט ולאחר מכן מנוקה כדי להסיר את כל זיכרון הפלאש.

הסרת שומנים של MIM

הסרת שומנים - בשלב זה מסירים את דבק הפולימר המתכתי. במקרים מסוימים, החלק ה"ירוק" של הסרת השומנים הממס הראשון מונח באמבט מים או כימיקלים כדי להמיס את רוב הדבק. לאחר (במקום 1) בשלב זה, מתבצעת הסרת שומנים תרמית או הפרה-סינטור. חלק מה"ירוק" מחומם בכבשן בטמפרטורה נמוכה כדי להסיר את הדבק הפולימרי על ידי אידוי. כתוצאה מכך, חלק המתכת ה"חום" שנותר יכיל כ-40 אחוז מהחלל הריק דרך הכרך.

סינטר MIM

השלב שלאחר הסינטרינג הוא סינטינג כדי לצמצם את החלל הריק בכ-1-5 אחוזים, כדי לייצר חלק מתכתי בעל צפיפות גבוהה בחלק ה"חום" (95-99 אחוז) של התנור בטמפרטורה גבוהה ( עד 2500 מעלות פרנהייט). התנור משתמש באווירת גז אינרטי ומציג טמפרטורה קרובה ל-85 אחוז מנקודת ההיתוך של המתכת. חור תהליך זה מוסר מהחומר, וכתוצאה מכך הקטנה חלקית ל-75-85 אחוזים מגודל התבנית שלו. עם זאת, הצטמקות זו אחידה וניתן לחזות אותה במדויק. החלק המתקבל שומר על הסובלנות הגבוהה של הצורה היצוקה המקורית, אך הצפיפות גבוהה בהרבה כעת.

לאחר השלמת תהליך הסינטר, הפעולה המשנית הנדרשת יכולה לשפר את הסובלנות או את גימור פני השטח. עם זאת, כמו חלק ממתכת יצוקה, ניתן לבצע כמה תהליכים משניים כדי להוסיף פונקציות חדשות, לשפר את תכונות החומר או רכיבים אחרים. לדוגמה, חלק MIM יכול להיות מעובד, מטופל בחום או מרותך.

כללי עיצוב של הזרקת מתכת (MIM):

כאשר חלק העיצוב נעשה עם MIM, רוב כללי העיצוב של הזרקה עדיין חלים. עם זאת, ישנם כמה חריגים או תוספי מזון, כגון הבאים:

עובי דופן – ממש כמו הזרקת פלסטיק, אין להמעיט בעובי הדופן, ולשמור על כל החלק האחיד. ראוי לציין שבתהליך MIM, הפחתת עובי הדופן לא רק מפחיתה את כמות החומר וזמן המחזור, אלא גם מפחיתה את זמן הסרת השומנים והסינטר.

טיוטה - יש הזרקת פלסטיק, וארגונים רבים של MIM לא צריכים שום טיוטה. בגרסת חומר האבקה, קל יותר להשתמש בדבקים פולימריים מתבניות מאשר ברוב הפולימרים להזרקה. בנוסף, חלקי MIM מתקררים לחלוטין ומתכווצים סביב תכונת היציקה לפני שהם מותזים החוצה, מכיוון שתערובת אבקת המתכת זקוקה לזמן ארוך יותר להתקרר.

תמיכת סינטר - במהלך סינטר, רכיבי MIM חייבים להיות נתמכים כראוי או מסובבים מכיוון שהם עלולים להתכווץ. על ידי עיצוב המשטח השטוח של החלקים באותו מישור, ניתן להשתמש במגש התמיכה השטוח הסטנדרטי. אחרת, ייתכן שיהיה צורך בסוגריים מותאמים אישית יקרים יותר.