金属注射成型

主题

背景

这个过程

应用程序

原材料的影响亚博网站下载

控制碳含量

Post-Sintering操作

设计注意事项

形状的限制

尺寸公差

MIM和大规模生产

MIM经济学

总结

背景

金属注射成型(MIM)是一种相对较新的制造过程的大规模净形状形成的高完整性,多功能金属零件。它结合了几何复杂性可能从注射模制塑料高性能金属合金的力学性能。MIM拥抱注塑和粉末冶金的最佳实践,因为加工操作是减少或消除,确实有一些相关的经济优势。组件可以产生广泛的金属,低合金钢、不锈钢、磨损或耐热钢,软磁性铁,可以进行辅助治疗。

这个过程

MIM过程中羰基铁等金属粉末或fully-alloyed,惰性气体雾化粉末混合热塑性粘结剂和增塑剂,以获得均匀的原料。主要是球形粉末颗粒的平均直径对5-15µm的范围。此时,粉末金属占总量的50 - 70%的混合物。这个原料可以作为热塑性材料输入内联注塑机器,工作温度在100°C和250°C。模压部分展览的所有几何特性完成文章,除了他们有增大体积。这些“绿色”扩大为他们身体有足够的刚度是由自动化的拾起并定位设备。app亚博体育在随后的脱脂阶段,粘结剂和增塑剂主要是删除——接下来的烧结操作删除最后的痕迹。粘结剂去除通常由热分解和蒸发,化学分解,或提取液体化学品。

在真空炉烧结发生或在连续工作在保护气氛炉。在烧结过程中,一个线性收缩发生影响的所有维度MIM的部分。部件然后准备组装或进行二次操作,如表面淬火或电镀,根据他们的最终的规格。

应用程序

各种复杂的形状,高标准多功能地区钢是由金属注塑。MIM部分已经成功地引入到汽车行业,以及电气手动工具、家用机器,锁定系统,测量和控制技术,精密机械,和其他应用程序。

原材料的影响亚博网站下载

粉末的性质,如硬度、不影响原料的MIM过程的流变学是唯一的限制因素。初级粉末完全可以使用以及合金粉末。由于烧结活性较高的细粒度的粉末,MIM组织工程提供了巨大的潜力。烧结导致非常稳定的微观结构,允许几乎所有的二次操作进行传统的钢。

控制碳含量

碳控制烧结过程中是一个挑战,因为供过于求,碳会发生由于粘结剂体系。为钢或高碳含量很低,这个问题可以克服分别使用反应性或中性大气层。需要密切关注在处理中碳钢,如控制碳含量为0.1 -0.5%。

Post-Sintering操作

广泛的二次操作可以用来优化材料性能,以适应服务条件的部分。典型的操作是:

•热处理,通过淬火或渗碳

•表面涂层

•热等静压完全密度。

开发了一系列的MIM钢Schunk Sintermetalltechnik GmbH,表1。根据热处理条件下,1600的抗拉强度极小值²可以达到。的断裂伸长14%抗拉强度较低水平与低合金钢材可以实现。由于闭气孔,表面硬化时可以做基碳含量控制在低水平在窄的公差带。在材料里- 0012碳含量为0.2±0.05%,表面硬度750 hv0和散装硬度400 hv0 .曾被观察到。高的奥氏体不锈钢AISI 316 l,抗拉强度约500极小值²和断裂伸长as-sintered大约50%被发现的状态。MIM钢的力学性能不能被改变通过热处理,所以他们因此更好的与锻钢相比,而不是与死按常规粉末冶金钢。

表1。钢的化学成分由MIM,

设计注意事项

生产高质量的成形零件尺寸公差小乐队,重要的是要运用一些基本的角色设计。注塑过程允许大量的自由对几何。特别是quasi-hydrostatic条件在模具填充允许使用复杂的工具。两个或两个以上的脱模方向是可能的,它允许削弱了建设,以及突破,并不是圆的。线程也是可行的办法,如果不需要精度高。

形状的限制

形状的限制是由脱模的模具填充条件以及力量。为了避免失真在脱脂和烧结,零件是理想情况下的形状使他们能够平放在烧结板,虽然部分可以完全支持复杂形状的陶瓷粉末。生产成本可能限制部分的重量,因为价格相对较高的原材料。成形零件的壁厚应在0.3 - 5毫米的范围。零件的重量通常是在-100年0.1 g。给出一些设计规则MIM部分如图1所示。总的来说,这是一个好主意联系生产商MIM部分在概念阶段的早期阶段,优化设计对部分的功能以及MIM过程。

尺寸公差

MIM经常讨论的一个方面是必要的成形零件的尺寸公差带的宽度。在工业大规模生产过程中,各种影响影响公差带,所以MIM过程必须仔细地控制在每一步的生产。最关键的工艺参数是原料的组成和流变学,注塑参数,在脱脂和烧结热处理条件。可能扭曲在脱脂过程中,以及在烧结过程中,必须牢记。在生产过程中质量保证提供了MIM所需的尺寸公差带的信息。1000个零件测量过程中产生一个星期导致温度分布值的总长度和高度的执行机构软磁合金mp - s - 0018。计算表明,±0.5%的公差带相对于标称尺寸需要这部分。相对价值被发现micro-gears奥氏体不锈钢的mp - s - 0004。公称尺寸的公差带的±0.5%因此可以被视为一个好的设计成形零件的指导方针。

MIM和大规模生产

MIM过程特殊特性使它适合大规模生产:

•原料生产是可能的在大批量捏合机。

•成型过程中使用内联注塑机器,类似于那些用于塑料行业。

•注塑成型机的工艺参数是完全由微机控制。

•根据部分的设计,multicavity工具可以使用,工具与20蛀牙是已知的。

•绿色部分的成型过程和随后的处理可以使用处理自动化机器人。

•脱脂和烧结可以通过间歇式炉- 50000部分每批为更小的部分,或在连续炉工作。

•原材料损失几乎可以完全避免使用热流道系统或回收熔渣。

自由的组合设计与一个典型的大规模生产的特点给出了关于MIM领域成功应用的部分,尤其是对经济条件。图2显示了典型的应用领域与生产数量以及几何复杂性。

MIM经济学

从经济角度看,加工是一项竞争性技术只有当部分不是几何复杂。如果部分变得更加复杂,锻件,压铸,尤其是die-pressed点部分会更经济。然而,这些技术有一定需求的生产数量,因为工具的成本。精密铸造是一个竞争非常激烈的技术非常复杂的部分中小批量生产。然而,对于大量有一些限制,因为限制的自动化过程。上面的讨论中强调MIM如何使生产更小的,非常复杂的形状,多功能部件,具有优良的材料性能,很好的经济条件。

总结

金属注射模压(MIM)部分发现使用在越来越多的行业,从办公设备工业机器,从医疗器械家用商品。app亚博体育欧洲的年增长率一直在预测20 - 30%,这一数字可能会超过行业变得更加意识到MIM。

主要作者:亨利Cohrt

材料来源:世界,亚博网站下载卷。7。4页201 - 03、1999年4月

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