Metaal spuitgietproces

Metaalspuitgietproces (Metal Powder Injection Moulding Technology, kortweg MIM) is een nieuw type poedermetallurgie in de vorm van een bijna-netvormige vormtechnologie, gevormd door de introductie van moderne kunststofspuitgiettechnologie op het gebied van poedermetallurgie.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. is een verzameling van metaalspuitgieten van koperlegeringen, spuitgieten van metaal op ijzerbasis, spuitgieten van metaal op basis van roestvrij staal, spuitgieten van aluminiumlegeringen, spuitgieten van nikkellegeringen, metaalinjectie van kobaltlegeringen gieten, wolfraamlegering metaalspuitgieten Een uitgebreide high-tech onderneming die R&D, productie en verkoop van spuitgieten, gecementeerd carbide metaal spuitgieten en poedermetallurgie structurele onderdelen integreert.

Product Ontwerpenverschrijving

1. Implementatienormen: het bedrijf implementeert strikt ISO9001, ISO14001, IATF16949-certificering;

De producten zijn geslaagd voor de certificering van ROHS, FDA EU, enz.

2. Product materiële normen: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Belangrijkste processen: metaalspuitgieten MIM, poedermetallurgie PM, investeringsgieten, spuitgieten van aluminium,

4. Beschikbare materialen voor poedermetallurgie:

Koperlegeringen, ijzerbases, titaniumlegeringen, roestvrijstalen basen, aluminiumlegeringen, nikkellegeringen, kobaltlegeringen, wolfraamlegeringen, gecementeerde carbiden, hydroxylegeringen, zachte magnetische materialen en 3D-printen kunnen worden aangepast aan de eisen van de klant.

Technologie van vakmanschap

Het basisproces van het metaalspuitgietproces is als volgt: eerst worden het vaste poeder en het organische bindmiddel uniform gemengd en na granulatie worden ze in de vormholte geïnjecteerd door een spuitgietmachine onder de verwarmings- en weekmakende toestand (~ 150 graden C) stollen en vormen, en vervolgens gebruiken. Het bindmiddel in de gevormde blanco wordt verwijderd door chemische of thermische ontleding en uiteindelijk wordt het eindproduct verkregen door sinteren en verdichten. In vergelijking met traditionele processen heeft het de kenmerken van hoge precisie, uniforme organisatie, uitstekende prestaties en lage productiekosten. De producten worden veel gebruikt in elektronische informatietechnologie, biomedische apparatuur, kantoorapparatuur, auto's, machines, hardware, sportuitrusting, horloge-industrie, wapen- en ruimtevaartindustrieën. Daarom wordt algemeen aangenomen dat de ontwikkeling van deze technologie zal leiden tot een revolutie in de technologie voor het vormen en verwerken van onderdelen, en staat bekend als "de meest populaire technologie voor het vormen van onderdelen van vandaag" en "vormtechnologie in de 21e eeuw".

Geschiedenis en huidige situatie

Het werd uitgevonden door Parmatech in Californië in 1973. Begin jaren tachtig investeerden ook veel landen in Europa en Japan veel energie om deze technologie te bestuderen, en het werd snel gepromoot. Vooral in het midden-1980 van de vorige eeuw heeft deze technologie zich sinds de industrialisatie met grote sprongen ontwikkeld, en ze neemt elk jaar in een verbazingwekkend tempo toe. Tot nu toe zijn er meer dan 100 bedrijven in meer dan 10 landen en regio's zoals de Verenigde Staten, West-Europa en Japan, die zich bezighouden met productontwikkeling, onderzoek en verkoop van deze technologie. Japan is zeer actief in de competitie en heeft uitstekende prestaties. Veel grote bedrijven hebben deelgenomen aan de promotie van de MIM-industrie, waaronder Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong speciaal staal, enz. Momenteel zijn er meer dan 40 bedrijven die gespecialiseerd zijn in de MIM-industrie in Japan, en de totale verkoopwaarde van hun MIM-industriële producten heeft die van Europa al overtroffen en haalt de Verenigde Staten in. Tot nu toe zijn meer dan 100 bedrijven over de hele wereld betrokken geweest bij de productontwikkeling, het onderzoek en de verkoop van deze technologie. MIM-technologie is daarom het meest actieve frontiertechnologiegebied in de nieuwe maakindustrie geworden. Het wordt vertegenwoordigd door de baanbrekende technologie van de wereldwijde metallurgische industrie. MIM-technologie is de belangrijkste richting van de ontwikkeling van poedermetallurgietechnologie.

Proceskenmerken:

Metaalspuitgietprocestechnologie is een product dat kunststofgiettechnologie, polymeerchemie, poedermetallurgietechnologie en metaalmateriaalwetenschap en andere disciplines integreert. , Driedimensionale, complexvormige structurele onderdelen kunnen ontwerpideeën snel en nauwkeurig materialiseren in producten met bepaalde structurele en functionele kenmerken, en kunnen onderdelen direct in massa produceren, wat een nieuwe revolutie is in de productietechnologie-industrie. Deze procestechnologie heeft niet alleen de voordelen van minder conventioneel poedermetallurgieproces, geen snijden of minder snijden, hoge economische voordelen, maar overwint ook de tekortkomingen van traditionele poedermetallurgieproducten, ongelijke materialen, lage mechanische eigenschappen, moeilijk te vormen dunne wanden en complexe structuren. Vooral geschikt voor massaproductie van kleine, complexe en metalen onderdelen met speciale eisen. Het technologische proces is bindmiddel → mengen → spuitgieten → ontvetten → sinteren → nabewerking.

Grondstofvoorbereiding: De eerste stap is het bereiden van een poedermengsel van metaal en polymeer. Het poedermetaal dat hier wordt gebruikt, is veel beter dan het poedermetaal dat wordt gebruikt in traditionele poedermetallurgieprocessen (meestal minder dan 20 micron). Poedermetaal wordt gemengd met een heet thermoplastisch bindmiddel, afgekoeld en vervolgens gepelletiseerd tot een homogene grondstof in korrelvorm. De resulterende grondstof is typisch 60 vol.% metaal en 40 vol.% polymeer.

Spuitgieten: Poedergrondstoffen worden gegoten met dezelfde apparatuur en matrijzen als kunststof spuitgieten. De vormholte is echter ontworpen om ongeveer 20 procent hoger te zijn om rekening te houden met krimp van het onderdeel tijdens het sinteren. In een spuitgietcyclus wordt grondstof gesmolten en in een vormholte geïnjecteerd waar het afkoelt en stolt in de vorm van het onderdeel. Het gegoten "groene" deel wordt gepoft en vervolgens schoongemaakt om alle glitter te verwijderen.

Ontvetten met oplosmiddel: Deze stap verwijdert het polymere bindmiddel van het metaal. In sommige gevallen wordt eerst ontvetten met oplosmiddel uitgevoerd, waarbij het "groene" deel in een water- of chemisch bad wordt geplaatst om het grootste deel van de lijm op te lossen. Na (in plaats van) deze stap wordt thermisch ontbinden of voorsinteren uitgevoerd. Het "groene" deel werd in een oven met lage temperatuur verwarmd om het polymeerbindmiddel door verdamping te verwijderen. Hierdoor zullen de resterende "bruine" metalen delen ongeveer 40 procent van de ruimte innemen.

• Sinteren:De laatste stap is om het "bruine" deel te sinteren in een oven met hoge temperatuur (tot 2500*F) om de lege ruimte te verminderen tot ongeveer 1-5 procent, wat resulteert in een hoge dichtheid (95-99 procent) metalen onderdeel. De oven gebruikt een inert gas bij een temperatuur dichtbij 85 procent van het smeltpunt van het metaal. Deze methode verwijdert poriën uit het materiaal, waardoor het onderdeel krimpt tot 75-85 procent van zijn as-molded grootte. Deze krimp treedt echter uniform op en kan nauwkeurig worden voorspeld. Het resulterende onderdeel behoudt de originele gegoten vorm met hoge toleranties, maar is nu dichter.

Na het sinterproces zijn er geen secundaire bewerkingen nodig om toleranties of oppervlakteafwerking te verbeteren. Echter, net als gegoten metalen onderdelen, kunnen meerdere secundaire bewerkingen worden uitgevoerd om functies toe te voegen, materiaaleigenschappen te verbeteren of andere onderdelen te assembleren. Zo kunnen metalen spuitgietonderdelen worden bewerkt, thermisch behandeld of gelast.

De meeste ontwerpregels voor spuitgieten zijn nog steeds van toepassing bij het ontwerpen van onderdelen die moeten worden vervaardigd met behulp van metaalspuitgieten. Er zijn echter enkele uitzonderingen of toevoegingen, zoals:

Wanddikte: net als bij kunststof spuitgieten, moet de wanddikte worden geminimaliseerd en overal uniform worden gehouden. Met name in het metaalspuitgietproces vermindert het minimaliseren van de wanddikte niet alleen het materiaalvolume en de cyclustijd, maar ook de ontgom- en sintertijd.

In tegenstelling tot kunststof spuitgieten, gebruiken veel metalen spuitgietonderdelen polymeerbindmiddelen voor poedervormige materialen die gemakkelijker los te maken zijn dan mallen. Bovendien worden metalen spuitgegoten onderdelen uitgeworpen voordat ze volledig zijn afgekoeld en krimpen ze de vorm in omdat het metaalpoeder in de mix langer nodig heeft om af te koelen.

• Sinterondersteuning:Tijdens het sinterproces moeten metalen spuitgietonderdelen goed worden ondersteund, anders kunnen ze verdraaien als ze krimpen. Standaard platte trays kunnen worden gebruikt door onderdelen met vlakke oppervlakken op hetzelfde vlak te ontwerpen. Anders kan duurdere aangepaste ondersteuning nodig zijn.

• Nabewerking:Voor onderdelen met preciezere afmetingen is een noodzakelijke nabewerking vereist. Dit proces is hetzelfde als het warmtebehandelingsproces van conventionele metalen producten.

• Kenmerken van het MIM-proces:

Vergelijking van MIM-proces en andere verwerkingsprocessen

De deeltjesgrootte van het ruwe poeder dat in MIM wordt gebruikt, is 2-15 m, terwijl de deeltjesgrootte van het ruwe poeder van de traditionele poedermetallurgie meestal 50-100 m is. Het eindproduct van het MIM-proces heeft een hoge dichtheid door het gebruik van fijne poeders. Het MIM-proces heeft de voordelen van het traditionele poedermetallurgieproces en de hoge mate van vormvrijheid kan niet worden bereikt door het traditionele poedermetallurgieproces. Traditionele poedermetallurgie is beperkt tot de sterkte en vuldichtheid van de mal, en de vorm is meestal tweedimensionaal cilindrisch.

Het traditionele precisiegiet-droogproces is een uiterst effectieve technologie voor het maken van producten met complexe vormen. De laatste jaren kan het gebruik van keramische kernen worden gebruikt om afgewerkte producten met sleuven en diepe gaten te voltooien. Vanwege de sterkte van de keramische kern en de beperking van de vloeibaarheid van de gietoplossing, heeft het proces echter nog steeds enkele technische problemen. Over het algemeen is dit proces meer geschikt voor de vervaardiging van grote en middelgrote onderdelen, en het MIM-proces is meer geschikt voor kleine en complex gevormde onderdelen. Vergelijkingsitems Productieproces MIM-proces Traditioneel poedermetallurgieproces Poederdeeltjesgrootte (μm) 2-1550-100 Relatieve dichtheid (procent) 95-9880-85 Productgewicht (g) Minder dan of gelijk aan 400 gram 10-honderden Product vorm Driedimensionale complexe vorm Tweedimensionale eenvoudige vorm mechanische eigenschappen voor- en nadelen.

De vergelijking van het MIM-proces en het traditionele poedermetallurgie-gietproces wordt gebruikt voor materialen met een laag smeltpunt en een goede vloeibaarheid van gietvloeistof zoals aluminium en zinklegeringen. De producten van dit proces hebben een beperkte sterkte, slijtvastheid en corrosieweerstand vanwege materiaalbeperkingen. Het MIM-proces kan meer grondstoffen verwerken.

Het precisiegietproces, hoewel de precisie en complexiteit van zijn producten de afgelopen jaren zijn verbeterd, is nog steeds inferieur aan het ontparaffineringsproces en het MIM-proces. Poedersmeden is een belangrijke ontwikkeling en is toegepast bij de massaproductie van drijfstangen. Over het algemeen zijn de kosten van warmtebehandeling en de levensduur van de matrijs in het smeedproject echter nog steeds problematisch, die nog verder moeten worden opgelost.

De traditionele bewerkingsmethode en de recente verbetering van de verwerkingscapaciteit door automatisering hebben grote vooruitgang geboekt in effect en nauwkeurigheid, maar de basisprocedures zijn nog steeds onlosmakelijk verbonden met stapsgewijze bewerking (draaien, schaven, frezen, slijpen, boren, polijsten, enz. ) om de vorm van het onderdeel te voltooien. De bewerkingsnauwkeurigheid van de bewerkingsmethode is veel beter dan die van andere bewerkingsmethoden, maar omdat het effectieve gebruik van materialen laag is en de voltooiing van de vorm wordt beperkt door apparatuur en gereedschappen, kunnen sommige onderdelen niet worden bewerkt. Integendeel, MIM kan materialen zonder beperking effectief gebruiken. Voor de vervaardiging van kleine, moeilijk gevormde precisieonderdelen heeft het MIM-proces lagere kosten en een hogere efficiëntie dan mechanische verwerking en is het zeer concurrerend.

MIM-technologie is niet bedoeld om te concurreren met traditionele verwerkingsmethoden, maar om de technische tekortkomingen van traditionele verwerkingsmethoden of de defecten die niet kunnen worden geproduceerd, te compenseren. MIM-technologie kan zijn sterke punten spelen op het gebied van onderdelen die zijn gemaakt met traditionele bewerkingsmethoden. De technische voordelen van het MIM-proces bij de fabricage van onderdelen kunnen structurele onderdelen vormen met zeer complexe structuren.

De spuitgiettechnologie maakt gebruik van de injectiemachine om de productblanco te injecteren om ervoor te zorgen dat het materiaal volledig wordt gevuld met de vormholte, wat ook zorgt voor de realisatie van de zeer complexe structuur van het onderdeel. In het verleden werden in de traditionele verwerkingstechnologie eerst afzonderlijke componenten gemaakt en vervolgens geassembleerd tot componenten. Bij het gebruik van MIM-technologie kan worden overwogen om te integreren in een compleet enkel onderdeel, wat de stappen aanzienlijk vermindert en de verwerkingsprocedure vereenvoudigt. In vergelijking met andere metaalbewerkingsmethoden heeft MIM een hoge maatnauwkeurigheid en vereist het geen secundaire bewerking of slechts een kleine hoeveelheid afwerking.

Het spuitgietproces kan rechtstreeks dunwandige en complexe structurele onderdelen vormen, de vorm van het product komt dicht in de buurt van de vereisten van het eindproduct en de maattolerantie van de onderdelen wordt over het algemeen gehandhaafd op ongeveer ±0.{ {2}}±0.3. Vooral voor het verlagen van de verwerkingskosten van moeilijk te bewerken harde legeringen, is het van groot belang om het verwerkingsverlies van edele metalen te verminderen. Het product heeft een uniforme microstructuur, hoge dichtheid en goede prestaties.

Tijdens het persproces, als gevolg van de wrijving tussen de matrijswand en het poeder en tussen het poeder en het poeder, is de persdrukverdeling zeer ongelijk, wat leidt tot de ongelijke microstructuur van de geperste blanco, waardoor de geperste poedermetallurgie onderdelen die moeten worden De krimp is ongelijk tijdens het sinterproces, dus de sintertemperatuur moet worden verlaagd om dit effect te verminderen, wat resulteert in grote porositeit, slechte materiaalcompactheid en lage dichtheid, die de mechanische eigenschappen van het product ernstig beïnvloeden. Integendeel, het spuitgietproces is een vloeibaar vormproces. Het bestaan ​​van het bindmiddel zorgt voor de uniforme verdeling van het poeder, wat de oneffenheden van de microstructuur van de blanco kan elimineren en vervolgens de dichtheid van het gesinterde product de theoretische dichtheid van het materiaal kan laten bereiken. Over het algemeen kan de dichtheid van het geperste product slechts 85 procent van de theoretische dichtheid bereiken. De hoge dichtheid van het product kan de sterkte verhogen, de taaiheid versterken, de vervormbaarheid, elektrische en thermische geleidbaarheid verbeteren en de magnetische eigenschappen verbeteren. Hoog rendement, gemakkelijk te bereiken grootschalige en grootschalige productie.

De metalen mal die in de MIM-technologie wordt gebruikt, heeft een levensduur die vergelijkbaar is met die van technische kunststof spuitgietmatrijzen. MIM is geschikt voor massaproductie van onderdelen door het gebruik van metalen mallen. Aangezien de productblanco wordt gevormd door de injectiemachine, is de productie-efficiëntie aanzienlijk verbeterd, worden de productiekosten verlaagd en zijn de consistentie en herhaalbaarheid van het spuitgegoten product goed, waardoor een garantie wordt geboden voor grootschalige en grootschalige industriële productie. Breed scala aan toepasbare materialen en brede toepassingsgebieden (op ijzer gebaseerd, laaggelegeerd, hogesnelheidsstaal, roestvrij staal, gram-kleplegering, gecementeerd carbide).

De materialen die kunnen worden gebruikt voor spuitgieten zijn zeer breed. In principe kan elk poedermateriaal dat bij hoge temperatuur kan worden gegoten in delen worden gevormd door het MIM-proces, inclusief moeilijk te bewerken materialen en hoogsmeltende materialen in traditionele productieprocessen. Daarnaast kan MIM ook materiaalformuleringsonderzoek uitvoeren volgens gebruikersvereisten, legeringsmaterialen in elke combinatie vervaardigen en composietmaterialen tot onderdelen vormen. De toepassingsgebieden van spuitgietproducten hebben zich verspreid naar alle gebieden van de nationale economie en hebben brede marktvooruitzichten.

Post casting proces

1. Warmtebehandeling: gloeien, carbonisatie, temperen, blussen, normaliseren, oppervlaktetempering;

2. Verwerkingsapparatuur: CNC, WEDM, draaibank, freesmachine, boormachine, slijpmachine, enz.;

3. Oppervlaktebehandeling: poederspuiten, verchromen, schilderen, zandstralen, vernikkelen, verzinken, zwart maken, polijsten, blauwen, enz.

Matrijzen en inspectie-inrichtingen

1. Levensduur schimmel: meestal semi-permanent. (behalve voor verloren schuim)

2. Levertijd matrijs: 10-25 dagen, (volgens productstructuur en productgrootte).

3. Onderhoud van gereedschappen en matrijzen: Zhongwei is verantwoordelijk voor precisieonderdelen.

Kwaliteitscontrole

1. Kwaliteitscontrole: het percentage defecten is minder dan 0,1 procent.

2. Monsters en proefdraaien worden 100 procent geïnspecteerd tijdens productie en vóór verzending, monsterinspectie voor massaproductie volgens ISDO-normen of klantvereisten

3. Testapparatuur: foutdetectie, spectrumanalysator, gouden beeldanalysator, meetmachine met drie coördinaten, hardheidstestapparatuur, trekbank.

Sollicitatie

(1) Computer en bijbehorende voorzieningen: zoals printeronderdelen, magnetische kernen, slagpennen, aandrijfonderdelen, enz.;

(2) Gereedschappen: zoals boren, snijkoppen, mondstukken, pistoolboren, spiraalfrezen, ponsen, doppen, sleutels, elektrisch gereedschap, handgereedschap, enz.;

(3) Huishoudelijke apparaten: zoals horlogekasten, horlogekettingen, elektrische tandenborstels, scharen, ventilatoren, golfkoppen, sieradenschakels, balpenklemmen, snijgereedschappen en andere onderdelen;

(4) Onderdelen voor medische machines: zoals orthodontisch frame, schaar, pincet, enz.;

(5) Militaire onderdelen: raketstaart, kanononderdelen, kernkoppen, drugsdekking, ontstekeronderdelen, enz .;

(6) Elektrische onderdelen: elektronische verpakking, micromotoren, elektronische onderdelen, sensorapparaten, enz.;

(7) Mechanische onderdelen: zoals katoen losmaakmachine, textielmachine, krimpmachine, kantoormachines, enz .;

(8) Auto- en scheepsonderdelen: zoals koppelingsbinnenring, vorkhuls, verdelerhuls, klepgeleider, synchrone naaf, airbagonderdelen, enz.

Bij de toepassing van kunststof tandwielen voor elektrische voetslijpmachines, kan Suzhou Wintone Engineering Plastics WintoneZ33 speciale technische kunststoffen voor slijtvaste en stille tandwielen u helpen bij het oplossen van de problemen van onvoldoende slijtvastheid en vermoeidheidsweerstand en relatief hard geluid van conventionele POM en nylon versnelling materialen.

Als een taaie en slijtvaste technische kunststof heeft WintoneZ33 de meest opvallende kenmerken in tandwieltoepassingen: slijtvast, stil, corrosiebestendig, taai en niet aangetast door vocht.

Vergeleken met traditionele POM en PA66 heeft WintoneZ33 de voordelen van een miniatuur reductiekast, elektrische duwstang, EPS-versnelling van het stuursysteem van de auto, stimulator versnelling, benzinemotor nok, elektrische fiets in het midden gemonteerde motor versnelling, enz. Betere slijtvastheid, stilte, elasticiteit, weerstand tegen vermoeiing en vervorming, Z33 verbetert de elasticiteit en taaiheid verder terwijl de goede stijfheid behouden blijft (deze uitstekende mechanische prestatie is bij -40 graden Celsius, 0 graden en het kan worden gehandhaafd en gereflecteerd bij 80 graden) , wat kan helpen het probleem van gebroken tandwielen op te lossen en tegelijkertijd wrijvingsgeluid aanzienlijk te verminderen. Na het aanbrengen is WintoneZ33 ook beter dan menig slijtvast gemodificeerd POM en PA66 (zoals PTFE). , siliconen of molybdeendisulfide gemodificeerd).

Bij de toepassing van slijtvaste en stille tandwielen van miniatuurreductiekasten, heeft Z33 een betere slijtvastheid en vermoeidheidsweerstand dan traditioneel PA12 en TPEE (Hai Cui-materiaal), en kan het ook helpen bij het oplossen van het probleem van soms onvoldoende koppel van PA12 en TPEE . En de Z33 heeft een beter kostenvoordeel.

Bovendien heeft Z33 een goede corrosieweerstand en kan het worden gebruikt in ruwe omgevingen die worden blootgesteld aan verschillende chemicaliën in veel scenario's, zoals tandwielen voor PCB-apparatuur, tandwielen op textielmachines voor het bedrukken en verven, borgringen en afdichtingsringen voor hydraulische systemen, enz. , met succes vervang de dure PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, sommige toepassingsgebieden van TPEE. Bovendien heeft de Z33 weinig vochtopname en worden de algehele prestaties weinig beïnvloed door vocht. Het hele pakket Wintone Z33 hoeft niet vooraf gebakken te worden voor het spuitgieten en kan direct worden geïnjecteerd, en er is geen waterbehandeling nodig na het spuitgieten.