Кіріспе

Металл өңдеу процесі, онда ұсақ ұнтақталған металл байлаушы материалмен араластырылады металл құю процесі Металл инъекциялық қалыптау (МИМ) - бұл ұсақ ұнтақталған металл байлаушы материалмен араластырылып, "қоректік материал" жасалатын металл өңдеу процесі, содан кейін инъекциялық қалыптау арқылы қалыптастырылады және қатайылады. Металлдың инъекциялық қалыптау әдісі ұнтақ металлургиясының және пластикалық инъекциялық қалыптаудың ең пайдалы сипаттамаларын біріктіреді, бұл ерекше механикалық қасиеттері бар шағын, күрделі пішінді металл бөлшектерін өндіруді жеңілдетеді. Құрастыру процесі үлкен көлемді, күрделі бөлшектерді бір қадамда пішіндеуге мүмкіндік береді. Қалыпталғаннан кейін бөлшекті кондиционерлерді алып тастау (алып тастау) және ұнтақтарды тығыздату үшін кондиционерлеу операцияларына жатады. Аяқталған өнімдер көптеген өнеркәсіптер мен қолданбаларда қолданылатын шағын компоненттер болып табылады. МИМ шикізатының мінез-құлқы реологиямен реттеледі, бұл шламдарды, суспензияларды және басқа да Ньютондық емес сұйықтықтарды зерттеу. Қазіргі жабдықтардың шектеулеріне байланысты өнімдер қалыпқа "атып" 100 грамм немесе одан аз мөлшерде қалыпқа салынуы керек. Бұл кадр бірнеше қуыстарға бөлінуі мүмкін, бұл MIM-ді шағын, күрделі, көп көлемді өнімдер үшін тиімді етеді, әйтпесе оларды өндіру қымбат болар еді. MIM шикізаты металдардың көптігінен құралуы мүмкін, бірақ көбінесе тозаң металлургиясында кеңінен қолданылатын тот баспайтын болаттар. Бастапқы қалыптаудан кейін шикізат байлаушысын алып тастайды, ал металл бөлшектер қажетті беріктік қасиеттеріне жету үшін диффузиялық байланыста болады және тығыздалады. Соңғы операция әдетте өнімді әр өлшемде 15% -ға қысқартады. Металл балқытуды қалыптау нарығы 1986 жылы 9 миллион АҚШ долларынан 2004 жылы 382 миллион АҚШ долларына дейін 2015 жылы 1,5 миллиардтан астам АҚШ долларына дейін өсті. Осыған байланысты технология - керамикалық ұнтақпен инъекциялық қалыптау, бұл жалпы сатудың шамамен 2 миллиард АҚШ долларына әкеледі. Соңғы жылдары өсімнің басым бөлігі Азияда орын алды.

Процесс

1956 жылы жарық көрген монографияда П. О. Грибовский қысыммен (қазіргі төмен қысымдағы ұнтақпен инъекциялық қалыптау) керамикалық бұйымдарды ыстық құю (ыстық қалыптау) технологиясын егжей-тегжейлі сипаттайды және атап айтқанда, "ыстық құю технологиясы табиғи минералдардан, таза оксидтерден, карбидтерден, металдардан және т.б. бастап, көп құрамдас композитті синтетикалық материалдар мен олардың комбинацияларынан бастап кез-келген қатты материалдардан өнімдер өндіру мүмкіндігін береді" деп атап өтті. Бұл МИМ құю мүмкіндігінің белгісі, оны 1970 жылдары доктор Реймонд Э. Вих-младший іске асырды, ол МИМ технологиясын Parmatech деп аталатын Калифорниялық компанияның негізін қалаушы ретінде жетілдірді, бұл атау "бөлшекті материалдар технологиясы" сөзінен жинақталған. Кейін Вих өз процесін патенттеді, ал ол 1980-ші жылдары өндірісте кеңінен қолданылды. MIM 1990-шы жылдары танымалдылыққа ие болды, өйткені кейінгі кондиционирлеу процестерінің жақсаруы бәсекелестік процестер арқылы жасалған өнімдерге ұқсас немесе одан да жақсы өнімділікті қамтамасыз ететін соңғы өнімге әкелді. MIM технологиясы "таза пішінге" жоғары көлемді өндіріс арқылы шығын тиімділігін арттырды, MIM-тің өлшемдік ерекшеліктері жағынан әлсіз болғанымен, машинамен өңдеу сияқты қымбат, қосымша операцияларды жоққа шығарды. Бұл процестердің қадамдары металл ұнтақтарын полимерлермен, мысалы, балауыз және полипропилен байланыстырғыштармен біріктіріп, "қоректік материал" қоспасын өндіруді қамтиды, ол пластикалық инъекциялық қалыптау машиналарын пайдалана отырып, құймаға сұйықтық ретінде енгізіледі. Құралған немесе "жасыл бөлік" суытылып, қалыптан шығарылады. Келесі, біріктіруші материалдың бір бөлігі еріткіш, жылу пештері, каталитикалық процесс немесе әдістердің комбинациясын қолдану арқылы алынады. Нәтижесінде пайда болған, әлсіз және көп қабатты (40 көлемді пайыз "ауа") бөлік "қоңыр" саты деп аталатын жағдайда болады. Қолданбалылықты жақсарту үшін көбінесе дебиндеу мен ақтару бір процеске біріктіріледі. Синтеринг ұнтақты балқу нүктесіне жақын температураға дейін қорғаныш атмосферасы бар пеште қыздырып, капиллярлық күштерді пайдалана отырып, бөлшектерді тығыздайды. MIM бөлшектері көбінесе сұйық фазалы синтездеу деп аталатын процесте ішінара балқуды тудыратын температурада синтезделеді. Мысалы, дәнсіз болат қыздырылуы мүмкін Диффузия жылдамдығы жоғары, бұл жоғары ыдырау мен тығыздануға әкеледі. Вакуумда орындалса, қаттылық тығыздығы 9699% -ға жетуі мүмкін. Соңғы өнімнің металл механикалық және физикалық қасиеттері классикалық металл өңдеу әдістерімен жасалған қыздырылған бөлшектермен салыстырмалы. МИМ-ді ыстықпен өңдеуден кейінгі ыстық өңдеулер басқа өндіріс жолдарымен бірдей, ал жоғары тығыздықтағы МИМ компоненті металл өңдеумен үйлесімді, мысалы, пластиналау, пассивациялау, оттастыру, карбюризациялау, нитридтеу және тұнбалау арқылы қатаю.

Қолданбалар

Металлмен құю арқылы құйылатын бөлшектердің экономикалық артықшылығы шағын өлшемді бөлшектердің күрделілігі мен көлемінде жатыр. MIM материалдары бәсекелестік әдістермен қалыптастырылған металлмен салыстыруға болады, ал соңғы өнімдер өнеркәсіптік, коммерциялық, медициналық, стоматологиялық, атыс қарулары, аэроғарыш және автомобиль салаларында кеңінен қолданылады. ±0,3% өлшемдік толеранттар кең таралған және толеранттар үшін машинамен өңдеу қажет. MIM басқа өндіріс құралдары арқылы өнімді тиімді өндіру қиын немесе тіпті мүмкін емес бөлшектерді шығара алады. Ішкі / сыртқы жіптер, миниатюризация немесе сәйкестік таңбалау сияқты бөлшектердің күрделілігіне тән дәстүрлі өндіріс әдістерінің жоғары шығыны, әдетте, инъекциялық қалыптаудың икемділігіне байланысты MIM операцияларында шығындарды арттырмайды. MIM операциясына енгізілетін басқа жобалау мүмкіндіктеріне өнім кодтары, бөлшектер нөмірлері немесе дата мөрлері кіреді; бөлшектер таза салмағына дейін өндіріледі, материалды ысырап пен шығындарды азайтады; Тығыздық 95-98% шегінде бақыланады; бөлшектерді біріктіру және күрделі 3D геометрия. Бірнеше операцияны бір процеске біріктіру мүмкіндігі MIM-тің алдын алу уақытын және шығындарды үнемдеуде табысты болуын қамтамасыз етеді, бұл өндірушілерге елеулі пайда әкеледі. Металл балқыту процессі 5 осьті CNC өңдеу сияқты "дәстүрлі" өндіріс әдістерімен салыстырғанда ысырапты едәуір азайтуына байланысты жасыл технология болуы мүмкін. Алайда, кейбір ескі операциялар formaldehyde сияқты улы газдар шығарады, хлорлы еріткіштерді шығарады және балауызды немесе басқа полимерлерді өртеп тастауы керек, бұл парниктік газдар шығарады. MIM процесін пайдаланғанда көптеген материалдар бар. Дәстүрлі металл өңдеу процестерінде көбінесе материалды қалдықтар көп болады, бұл MIM-ді қымбат / арнайы қорытпалардан тұратын күрделі бөлшектерді (кобальт-хром, 17 4 PH тот баспайтын болат, титан қорытпалары және вольфрам карбидтері) жасау үшін өте тиімді нұсқаға айналдырады. MIM өте жұқа қабырғалар спецификациясы (мысалы, 100 микрометр) қажет болған кезде тиімді нұсқа болып табылады. Сонымен қатар, электромагниттік кедергілерден қорғану талаптары ерекше қиындықтар тудырды, олар арнайы қорытпаларды (ASTM A753 4-түрі) пайдалану арқылы табысты жүзеге асырылуда.

Артықшылықтар

Басқа әдістермен қымбат деп саналатын күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді. Микро өлшемді бөлшектерді көп көлемде өндіруді қамтамасыз етеді. Желілік пішіннің ішкі және сыртқы желілері, профильді тесіктері және өте егжей-тегжейлі бет пішіндері, түйіршіктер, оюлар мен таңбалар сияқты ерекшеліктеріне қол жеткізеді.