Metalli survevaluprotsess

Metalli survevaluprotsess (Metal Powder Injection Molding Technology, lühidalt MIM) on uut tüüpi pulbermetallurgia peaaegu võrgukujulise vormimise tehnoloogia, mis on moodustatud kaasaegse plasti survevalutehnoloogia kasutuselevõtuga pulbermetallurgia valdkonnas.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. on vasesulamist metalli survevalu, rauapõhise metalli survevalu, roostevaba terase baasil metalli survevalu, alumiiniumisulami metalli survevalu, niklisulami metalli survevalu, koobaltisulami metalli survevalu kogum. vormimine, volframisulamitest metallide survevalu Laiaulatuslik kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis ühendab survevalu, tsementkarbiidmetalli survevalu ja pulbermetallurgia konstruktsiooniosade uurimis- ja arendustegevust, tootmist ja müüki.

Toode Deskriipsu

1. Rakendusstandardid: ettevõte rakendab rangelt ISO9001, ISO14001, IATF16949 sertifikaate

Tooted on läbinud ROHSi, FDA EU jne sertifikaadi.

2. Toote materjalistandardid: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Peamised protsessid: metalli survevalu MIM, pulbermetallurgia PM, investeerimisvalu, alumiiniumi survevalu,

4. Pulbermetallurgia jaoks saadaolevad materjalid:

Vasesulamid, rauaalused, titaanisulamid, roostevabast terasest alused, alumiiniumisulamid, niklisulamid, koobaltisulamid, volframisulamid, tsementeeritud karbiidid, hüdroksüsulamid, pehmed magnetmaterjalid ja 3D-printimist saab kohandada vastavalt kliendi nõudmistele.

Käsitöö tehnoloogia

Metalli survevaluprotsessi põhiprotsess on järgmine: esiteks segatakse tahke pulber ja orgaaniline sideaine ühtlaselt ning pärast granuleerimist süstitakse need vormiõõnsusse survevalumasina abil kuumutamise ja plastifitseerimise olekus (~150 kraadi). C) tahkuda ja vormida ning seejärel kasutada Moodustunud tooriku sideaine eemaldatakse keemilise või termilise lagunemise teel ning lõpuks saadakse lõpptoode paagutamise ja tihendamise teel. Võrreldes traditsiooniliste protsessidega on sellel kõrge täpsus, ühtlane korraldus, suurepärane jõudlus ja madalad tootmiskulud. Selle tooteid kasutatakse laialdaselt elektroonilises infotehnoloogias, biomeditsiiniseadmetes, kontoriseadmetes, autodes, masinates, riistvaras, spordivarustuses, kellatööstuses, relva- ja kosmosetööstuses. Seetõttu arvatakse üldiselt, et selle tehnoloogia areng toob kaasa revolutsiooni osade vormimise ja töötlemise tehnoloogias ning seda tuntakse kui "tänapäeva populaarseimat detailide valmistamise tehnoloogiat" ja "21. sajandi vormimistehnoloogiat".

Ajalugu ja praegune olukord

Selle leiutas Parmatech Californias 1973. aastal. 1980. aastate alguses investeerisid paljud Euroopa ja Jaapani riigid selle tehnoloogia uurimisse samuti palju energiat ning seda hakati kiiresti propageerima. See tehnoloogia on alates industrialiseerimisest hüppeliselt arenenud ja areneb iga aastaga hämmastavalt kiiresti. Seni on rohkem kui 100 ettevõtet enam kui 10 riigis ja regioonis nagu USA, Lääne-Euroopa ja Jaapan, mis tegelevad selle tehnoloogia tootearenduse, uurimistöö ja müügiga. Jaapan on konkurentsis väga aktiivne ja saavutab suurepäraseid tulemusi. MIM-i tööstuse edendamises on osalenud paljud suured ettevõtted, sealhulgas Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datongi eriteras jne. Praegu on üle 40 ettevõtte, mis on spetsialiseerunud MIM-i tööstus Jaapanis ja nende MIM-i tööstustoodete kogumüügiväärtus on juba ületanud Euroopa oma ja jõuab järele Ameerika Ühendriikidele. Seni on selle tehnoloogia tootearenduse, uurimistöö ja müügiga tegelenud üle 100 ettevõtte üle maailma. MIM-tehnoloogiast on seetõttu saanud uue töötleva tööstuse kõige aktiivsem eesliinitehnoloogia valdkond. Seda esindab maailma metallurgiatööstuse teedrajav tehnoloogia. MIM-tehnoloogia on pulbermetallurgia tehnoloogia arendamise põhisuund.

Protsessi omadused

Metalli survevaluprotsessi tehnoloogia on toode, mis ühendab plastivormimise tehnoloogia, polümeeride keemia, pulbermetallurgia tehnoloogia ning metallimaterjalide teaduse ja muud erialad. , Kolmemõõtmelised kompleksse kujuga konstruktsiooniosad suudavad kiiresti ja täpselt realiseerida disainiideed teatud konstruktsiooni- ja funktsionaalsete omadustega toodeteks ning osasid vahetult masstootmiseks, mis on uus revolutsioon tootmistehnoloogiatööstuses. Sellel protsessitehnoloogial ei ole mitte ainult vähem tavapärase pulbermetallurgia protsessi eelised, lõikamise puudumine või väiksem lõikamine, suur majanduslik kasu, vaid see ületab ka traditsiooniliste pulbermetallurgia toodete puudused, ebaühtlased materjalid, madalad mehaanilised omadused, raskesti moodustatavad õhukesed seinad ja keerulised struktuurid. Sobib eriti hästi väikeste, keerukate ja erinõuetega metallosade masstootmiseks. Tehnoloogiline protsess on sideaine → segamine → survevalu → rasvaärastus → paagutamine → järeltöötlus.

Tooraine ettevalmistamine: Esimene samm on metalli ja polümeeri pulbrisegu valmistamine. Siin kasutatav pulbermetall on palju parem kui traditsioonilistes pulbermetallurgia protsessides kasutatav pulbermetall (tavaliselt alla 20 mikroni). Pulbermetall segatakse kuuma termoplastse sideainega, jahutatakse ja seejärel granuleeritakse homogeenseks lähteaineks granuleeritud kujul. Saadud lähteaine on tavaliselt 60 mahuprotsenti metalli ja 40 mahuprotsenti polümeeri.

Injektsioonvormimine: pulbri toormaterjalide vormimisel kasutatakse samu seadmeid ja vorme nagu plastist survevalu. Siiski on vormiõõnsus projekteeritud ligikaudu 20 protsenti kõrgemaks, et võtta arvesse osa kokkutõmbumist paagutamise ajal. Survevalutsüklis toormaterjal sulatatakse ja süstitakse vormiõõnde, kus see jahtub ja tahkub detaili kujuliseks. Vormitud "roheline" osa poputatakse ja seejärel puhastatakse, et eemaldada kõik sära.

Lahusti rasvaärastus: see samm eemaldab metallist polümeerse sideaine. Mõnel juhul tehakse kõigepealt lahustiga rasvaärastus, kus "roheline" osa asetatakse vee- või kemikaalivanni, et lahustada suurem osa liimist. Pärast seda etappi (selle asemel) teostatakse termiline eraldamine või eelpaagutamine. "Rohelist" osa kuumutati madala temperatuuriga ahjus, et eemaldada polümeerist sideaine aurustamise teel. Selle tulemusena sisaldavad ülejäänud "pruunid" metallosad umbes 40 protsenti ruumist.

• Paagutamine:Viimane samm on "pruuni" osa paagutamine kõrge temperatuuriga ahjus (kuni 2500*F), et vähendada tühja ruumi umbes 1-5 protsendini, mille tulemuseks on kõrge tihedus (95-99 protsenti). metallosa. Ahjus kasutatakse inertgaasi, mille temperatuur on lähedal 85 protsendile metalli sulamistemperatuurist. See meetod eemaldab materjalist poorid, kahandades osa 75-85 protsendini selle vormitud suurusest. See kokkutõmbumine toimub aga ühtlaselt ja seda saab täpselt ennustada. Saadud detail säilitab algse vormitud kuju suure tolerantsiga, kuid on nüüd tihedam.

Pärast paagutamisprotsessi ei ole tolerantside või pinnaviimistluse parandamiseks vaja teha sekundaarseid toiminguid. Kuid nagu valatud metallosad, saab funktsioonide lisamiseks, materjali omaduste parandamiseks või muude osade kokkupanemiseks teha mitmeid sekundaarseid toiminguid. Näiteks metallist survevaluga osi saab töödelda, kuumtöödelda või keevitada.

Enamik survevalu projekteerimisreegleid kehtib endiselt ka metallist survevalu abil toodetavate osade projekteerimisel. Siiski on mõned erandid või täiendused, näiteks:

Seina paksus: nagu plastist survevalu puhul, tuleks seina paksus minimeerida ja hoida kogu ulatuses ühtlane. Metalli survevaluprotsessis ei vähenda seina paksuse minimeerimine mitte ainult materjali mahtu ja tsükliaega, vaid vähendab ka kummide eemaldamise ja paagutamise aega.

Erinevalt plastist survevalust kasutatakse paljudes metallist survevaludetailides pulbriliste materjalide jaoks polümeersideaineid, mida on kergem vabastada kui vorme. Lisaks visatakse metallist survevaludetailid välja enne nende täielikku jahtumist ja kahanevad vormiomadused, kuna segus oleva metallipulbri jahtumine võtab kauem aega.

• Paagutamise tugi:Paagutamisprotsessi ajal peavad metallist survevaludetailid olema korralikult toestatud, vastasel juhul võivad need kokkutõmbumisel väänduda. Standardseid lamedaid aluseid saab kasutada, kui projekteerida osad lamedate pindadega samal tasapinnal. Vastasel juhul võib osutuda vajalikuks kallim kohandatud tugi.

• Järeltöötlus:Täpsemate suurusnõuetega osade puhul on vajalik vajalik järeltöötlus. See protsess on sama, mis tavaliste metalltoodete kuumtöötlusprotsess.

• MIM-protsessi omadused:

MIM-protsessi ja muude töötlemisprotsesside võrdlus

MIM-is kasutatava toorpulbri osakeste suurus on 2-15 μm, samas kui traditsioonilise pulbermetallurgia toorpulbri osakeste suurus on enamasti 50-100 μm. MIM-protsessi lõpptootel on peenpulbrite kasutamise tõttu suur tihedus. MIM-protsessil on traditsioonilise pulbermetallurgia protsessi eelised ja traditsioonilise pulbermetallurgia protsessiga ei saa saavutada suurt kuju vabadust. Traditsiooniline pulbermetallurgia piirdub vormi tugevuse ja täitmise tihedusega ning kuju on enamasti kahemõõtmeline silindriline.

Traditsiooniline täppisvalu kuivatusprotsess on äärmiselt tõhus tehnoloogia keeruka kujuga toodete valmistamiseks. Viimastel aastatel on keraamiliste südamike abil võimalik viimistleda pilude ja sügavate aukudega valmistooteid. Keraamilise südamiku tugevuse ja valulahuse voolavuse piiratuse tõttu on protsessil siiski mõningaid tehnilisi raskusi. Üldiselt sobib see protsess rohkem suurte ja keskmise suurusega detailide valmistamiseks ning MIM-protsess on sobivam väikeste ja keeruka kujuga detailide jaoks. Toodete võrdlus Tootmisprotsess MIM-protsess Traditsiooniline pulbermetallurgia protsess Pulbri osakeste suurus (μm) 2-1550-100 Suhteline tihedus (protsent) 95-9880-85 Toote kaal (g) Vähem kui 400 grammi 10-sada toodet kuju Kolmemõõtmeline komplekskuju Kahemõõtmeline lihtne kuju mehaanilised omadused plussid ja miinused.

MIM-protsessi ja traditsioonilise pulbermetallurgia survevaluprotsessi võrdlust kasutatakse madala sulamistemperatuuriga ja valuvedeliku hea voolavusega materjalide (nt alumiiniumi ja tsingi sulamid) puhul. Selle protsessi toodetel on materjalide piirangute tõttu piiratud tugevus, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus. MIM-protsess võib töödelda rohkem toorainet.

Täppisvaluprotsess, kuigi selle toodete täpsus ja keerukus on viimastel aastatel paranenud, on siiski halvem kui vahaeemaldusprotsess ja MIM-protsess. Pulbersepistamine on oluline edasiarendus ja seda on kasutatud ühendusvarraste masstootmises. Kuid üldiselt on sepistamisprojekti kuumtöötluse maksumus ja stantsi eluiga endiselt problemaatilised, mis vajavad veel lahendamist.

Traditsiooniline töötlemismeetod ja selle töötlemisvõimsuse hiljutine täiustamine automatiseerimise abil on saavutanud suuri edusamme nii efekti kui ka täpsuse osas, kuid põhiprotseduurid on ikka veel lahutamatud samm-sammulisest töötlemisest (treimine, hööveldamine, freesimine, lihvimine, puurimine, poleerimine, jne) detaili kuju täiendamiseks. Töötlemismeetodi töötlemistäpsus on palju parem kui teistel töötlemismeetoditel, kuid kuna materjalide tõhus kasutamine on madal ning selle kuju valmimist piiravad seadmed ja tööriistad, ei saa mõnda osa töödelda. Vastupidi, MIM saab materjale tõhusalt kasutada ilma piiranguteta. Väikeste, raskekujuliste täppisosade valmistamisel on MIM-protsess madalamate kuludega ja suurema efektiivsusega kui mehaaniline töötlemine ning see on väga konkurentsivõimeline.

MIM-tehnoloogia eesmärk ei ole konkureerida traditsiooniliste töötlemismeetoditega, vaid korvata traditsiooniliste töötlemismeetodite tehnilisi puudujääke või defekte, mida ei ole võimalik toota. MIM-tehnoloogia võib kasutada oma tugevusi traditsiooniliste töötlemismeetoditega valmistatud detailide valdkonnas. MIM-protsessi tehnilised eelised osade valmistamisel võivad moodustada väga keerukate struktuuridega konstruktsiooniosi.

Survevalutehnoloogia kasutab toote tooriku süstimiseks survemasinat, et tagada materjali täielik täitumine vormiõõnsusega, mis tagab ka detaili väga keeruka struktuuri realiseerimise. Varem valmistati traditsioonilises töötlemistehnoloogias esmalt üksikud komponendid ja seejärel monteeriti need komponentideks. MIM-tehnoloogia kasutamisel võib kaaluda integreerimist terviklikuks osaks, mis vähendab oluliselt samme ja lihtsustab töötlemisprotseduuri. Võrreldes teiste metallitöötlemismeetoditega on MIM-il suur mõõtmete täpsus ja see ei vaja teisejärgulist töötlemist ega vaid väikest viimistlust.

Survevalu protsessiga saab otse moodustada õhukeseseinalisi ja keerulisi konstruktsiooniosi, toote kuju on lähedane lõpptoote nõuetele ja osade mõõtmete tolerants on üldiselt umbes ±0.{101} {2}}±0.3. Eriti raskesti töödeldavate kõvasulamite töötlemiskulude vähendamiseks on väga oluline vähendada väärismetallide töötlemise kadu. Tootel on ühtlane mikrostruktuur, kõrge tihedus ja hea jõudlus.

Pressimisprotsessi ajal on matriitsi seina ja pulbri ning pulbri ja pulbri vahelise hõõrdumise tõttu pressimisrõhu jaotus väga ebaühtlane, mis põhjustab pressitud tooriku ebaühtlase mikrostruktuuri, mis põhjustab pressitud pulbermetallurgia. Osad kokkutõmbumine on paagutamisprotsessi ajal ebaühtlane, mistõttu tuleb selle efekti vähendamiseks paagutamistemperatuuri alandada, mille tulemuseks on suur poorsus, halb materjali kompaktsus ja madal tihedus, mis mõjutavad tõsiselt toote mehaanilisi omadusi. Vastupidi, survevaluprotsess on vedeliku vormimise protsess. Sideaine olemasolu tagab pulbri ühtlase jaotumise, mis võib kõrvaldada tooriku mikrostruktuuri ebatasasused ja seejärel muuta paagutatud toote tihedus materjali teoreetilise tiheduseni. Üldiselt võib pressitud toote tihedus ulatuda vaid 85 protsendini teoreetilisest tihedusest. Toote suur tihedus võib suurendada tugevust, tugevdada tugevust, parandada plastilisust, elektri- ja soojusjuhtivust ning magnetilisi omadusi. Kõrge efektiivsus, lihtne saavutada suuremahulist ja suuremahulist tootmist.

MIM-tehnoloogias kasutatava metallvormi eluiga on võrreldav plastist valmistatud survevaluvormide elueaga. MIM sobib detailide masstootmiseks tänu metallvormide kasutamisele. Kuna toote tooriku moodustab sissepritsemasin, on tootmise efektiivsus oluliselt paranenud, tootmiskulud vähenevad ning survevalutoote konsistents ja korratavus on hea, tagades seega suuremahulise ja suuremahulise tööstusliku toote. tootmine. Lai valik kasutatavaid materjale ja laiad kasutusvaldkonnad (rauapõhine, vähelegeeritud, kiirteras, roostevaba teras, grammi klapisulam, tsementeeritud karbiid).

Survevormimiseks kasutatavad materjalid on väga laiad. Põhimõtteliselt saab MIM-protsessi abil osadeks vormida mis tahes pulbrilist materjali, mida saab kõrgel temperatuuril valada, sealhulgas traditsioonilistes tootmisprotsessides raskesti töödeldavaid materjale ja kõrge sulamistemperatuuriga materjale. Lisaks saab MIM läbi viia ka materjali koostise uuringuid vastavalt kasutaja nõudmistele, valmistada legeermaterjale mis tahes kombinatsioonis ja moodustada komposiitmaterjale osadeks. Survevalutoodete kasutusvaldkonnad on levinud kõikidesse rahvamajanduse valdkondadesse ja neil on lai turuväljavaade.

Valamisjärgne protsess

1. Kuumtöötlus: lõõmutamine, karboniseerimine, karastamine, karastamine, normaliseerimine, pinna karastamine

2. Töötlemisseadmed: CNC, WEDM, treipink, freespink, puurmasin, veski jne;

3. Pinnatöötlus: pulberpihustamine, kroomimine, värvimine, liivapritsiga töötlemine, nikeldamine, galvaniseerimine, mustamine, poleerimine, siniseks muutmine jne.

Vormid ja ülevaatusseadmed

1. Vormi kasutusiga: tavaliselt poolpüsiv. (välja arvatud kadunud vaht)

2. Vormi tarneaeg: 10-25 päeva (vastavalt toote struktuurile ja toote suurusele).

3. Tööriistade ja hallituse hooldus: Zhongwei vastutab täppisosade eest.

Kvaliteedi kontroll

1. Kvaliteedikontroll: defektide määr on väiksem kui 0,1 protsenti .

2. Proove ja proovitööd kontrollitakse 100 protsenti tootmise ajal ja enne saatmist, masstootmise proovide kontrollimine vastavalt ISDO standarditele või kliendi nõuetele

3. Testimisseadmed: vigade tuvastamine, spektranalüsaator, kuldse kujutise analüsaator, kolme koordinaadiga mõõteseade, kõvaduse testimise seadmed, tõmbetugevuse testimise masin.

Rakendus

(1) Arvuti ja selle lisaseadmed: näiteks printeri osad, magnetsüdamikud, löögitihvtid, ajamite osad jne;

(2) Tööriistad: näiteks puuriterad, lõikuripead, düüsid, püstolid, spiraalsed freesid, stantsid, pistikupesad, mutrivõtmed, elektrilised tööriistad, käsitööriistad jne;

(3) Kodumasinad: näiteks kellakarbid, kellaketid, elektrilised hambaharjad, käärid, ventilaatorid, golfipead, ehted, pastapliiatsi klambrid, lõiketööriistade otsad ja muud osad;

(4) Meditsiiniseadmete osad: näiteks ortodontiline raam, käärid, pintsetid jne;

(5) Sõjalised osad: raketi saba, relvaosad, lõhkepead, narkokate, süüteosad jne;

(6) Elektrilised osad: elektroonikapakendid, mikromootorid, elektroonilised osad, andurseadmed jne;

(7) mehaanilised osad: näiteks puuvillane kobestusmasin, tekstiilimasin, pressimismasin, kontorimasinad jne;

(8) Auto- ja mereosad: näiteks siduri sisemine rõngas, kahvlihülss, jaoturihülss, klapijuhik, sünkroonne rumm, turvapadja osad jne.

Elektriliste jalalihvimismasinate plastist hammasrataste kasutamisel aitab Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 kulumiskindlate ja vaiksete hammasrataste jaoks mõeldud spetsiaalne tehniline plastik aidata teil lahendada tavapärase POM-i ja nailoni ebapiisava kulumis- ja väsimuskindluse ning suhteliselt valju müra probleeme. käiku materjalid.

Tugeva ja kulumiskindla insenerplastina on WintoneZ33-l kõige silmapaistvamad omadused hammasrataste rakendustes: kulumiskindel, vaikne, korrosioonikindel, sitke ja niiskust ei mõjuta.

Võrreldes traditsiooniliste POM-i ja PA66-ga on WintoneZ33 eelisteks miniatuurne reduktorkäigukast, elektriline tõukurvarras, auto roolisüsteemi EPS-käik, masseerija, bensiinimootori nukk, elektrijalgratta keskele paigaldatud mootoriülekanne jne. Parem kulumiskindlus, vaikus, elastsus, väsimuskindlus ja deformatsioonikindlus, Z33 parandab veelgi elastsust ja sitkust, säilitades samal ajal hea jäikuse (see suurepärane mehaaniline jõudlus on -40 kraadi Celsiuse järgi, 0 kraadi ja seda saab säilitada ja peegelduda 80 kraadi juures) , mis võib aidata lahendada hammasratta katkiste hammaste probleemi ja samal ajal oluliselt vähendada hõõrdemüra. Peale pealekandmist on WintoneZ33 ka parem kui paljud kulumiskindlad modifitseeritud POM ja PA66 (nt PTFE). , silikoon- või molübdeendisulfiidiga modifitseeritud).

Miniatuursete reduktorkastide kulumiskindlate ja vaiksete hammasrataste kasutamisel on Z33 parem kulumis- ja väsimuskindlus kui traditsioonilisel PA12-l ja TPEE-l (Hai Cui materjal) ning see võib aidata lahendada ka PA12 ja TPEE mõnikord ebapiisava pöördemomendi probleemi. . Ja Z33-l on parem kulueelis.

Lisaks on Z33-l hea korrosioonikindlus ja seda saab edukalt kasutada karmides keskkondades, mis puutuvad kokku erinevate kemikaalidega paljudes stsenaariumides, näiteks PCB-seadmete hammasrattad, tekstiili trükkimise ja värvimise masinate hammasrattad, kinnitusrõngad ja tihendusrõngad hüdrosüsteemide jaoks jne. asendage kallid PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, mõned TPEE rakendusvaldkonnad. Lisaks on Z33-l vähene niiskuseimavus ja niiskus mõjutab üldist jõudlust vähe. Kogu Wintone Z33 pakendit ei pea enne survevalu eelnevalt küpsetama ja seda saab otse süstida ning pärast survevalu pole veetöötlust vaja.