Piezas moldeadas por inyección de polvo de metal AlMg1SiCu

Descripción del Producto

Datos de I+D

El moldeo por inyección de metal consiste en mezclar metal en polvo con un aglutinante para formar una materia prima. Luego, esta mezcla se moldea por inyección usando un equipo de moldeo por inyección similar al que se usa en la industria del plástico. Esto forma un "cuerpo verde". El cuerpo verde tiene suficiente rigidez y resistencia para poder manipularlo. Luego, el cuerpo verde se procesa adicionalmente para eliminar el aglutinante y sinterizar las partículas de polvo metálico para formar el artículo final. Los aglutinantes suelen incluir más de un compuesto termoplástico, plastificantes y otras sustancias orgánicas. Idealmente, el aglutinante está fundido o líquido a las temperaturas de moldeo por inyección, pero se solidifica en el molde a medida que se enfría el cuerpo verde. La materia prima se puede convertir en partículas sólidas, por ejemplo, mediante granulación. Estos gránulos se pueden almacenar y alimentar a la máquina de moldeo por inyección en un momento posterior. El equipo de moldeo por inyección típico incluye un tornillo calentado o una extrusora con una boquilla a través de la cual se extruye la mezcla en una cavidad de molde. La extrusora se calienta para garantizar que el aglutinante esté en forma líquida y, por lo general, la temperatura de la boquilla se controla cuidadosamente para garantizar condiciones constantes. Convenientemente, la temperatura del molde también se controla para que la temperatura sea lo suficientemente baja para asegurar que el cuerpo verde sea rígido cuando se retire del molde. El cuerpo verde es más grande que el artículo final porque el aglutinante puede ocupar una parte voluminosa del cuerpo verde. El procesamiento adicional del cuerpo verde incluye la eliminación del aglutinante y la sinterización. El aglutinante se puede eliminar por completo antes de la sinterización. Alternativamente, el aglutinante se puede eliminar parcialmente antes de la etapa de sinterización, consiguiéndose la eliminación completa del aglutinante durante la etapa de sinterización. El aglutinante se puede eliminar disolviendo el aglutinante con un disolvente o calentando el cuerpo verde para derretir, descomponer y/o evaporar el aglutinante. La eliminación de solventes y la eliminación térmica también se pueden usar en combinación. El paso de sinterización implica calentar el cuerpo verde para unir metalúrgicamente las partículas de metal individuales. La sinterización en la producción de piezas moldeadas por inyección de polvo metálico AlMg1SiCu es generalmente similar a la que se utiliza en la producción convencional de piezas de polvo metálico. Generalmente se utiliza una atmósfera no oxidante durante el paso de sinterización para evitar la oxidación del metal. Durante la sinterización en el moldeo por inyección de metal, el cuerpo poroso que queda después de retirar el aglutinante se densifica y se contrae. La temperatura de sinterización y el perfil de temperatura normalmente se controlan estrictamente para mantener la forma del artículo y evitar la deformación del artículo durante la sinterización. De esta forma, se puede recuperar un artículo de forma neta del paso de sinterización. El moldeo por inyección de metal es adecuado para producir artículos de casi cualquier metal que pueda prepararse en forma de polvo adecuado. Sin embargo, es difícil usar aluminio en el moldeo por inyección de metal porque la película de óxido de aluminio adherente siempre presente en la superficie del aluminio o de las partículas de aleación de aluminio inhibe la sinterización. La Patente de Estados Unidos Nº 6.761.852, cedida a Advanced Materials Technologies Pte Ltd, describe un proceso de moldeo por inyección de metal para formar piezas de aluminio y sus aleaciones. En este método, se mezclan polvos de aluminio o aleaciones de aluminio con polvos que contienen materiales que se dice que forman eutécticos con alúmina, como carburo de silicio o fluoruros metálicos. Este polvo híbrido luego se mezcla con un aglutinante, se moldea por inyección, se retira el aglutinante y se sinteriza. En el método de US6.761.852, se dice que el carburo de silicio o el fluoruro metálico forman una mezcla eutéctica con alúmina que se supone que disuelve la alúmina para lograr un contacto íntimo entre las superficies de aluminio durante la sinterización. Los solicitantes no afirman que el estado de la técnica discutido en esta especificación forme parte del conocimiento general común en Australia o cualquier otro país. A lo largo de esta especificación, a menos que el contexto indique lo contrario, el término "que comprende" y sus equivalentes deben considerarse en un sentido abierto.

Resumen de la invención El objeto de la presente invención es proporcionar un método de moldeo por inyección de metal que hace posible producir artículos a partir de aluminio, aleaciones de aluminio y compuestos de matriz de aluminio. En un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para formar un artículo mediante moldeo por inyección de metal de aluminio o una aleación de aluminio, comprendiendo dicho método el paso de * formar un artículo que comprende polvo de aluminio o polvo de aleación de aluminio o ambos y opcionalmente partículas cerámicas, una mezcla de un aglutinante y un auxiliar de sinterización que incluye un metal de bajo punto de fusión; moldeo por inyección de la mezcla; quitar el aglutinante; y sinterizado; en el que la sinterización se realiza en una atmósfera que contiene nitrógeno y en presencia de un absorbedor de oxígeno. El captador de oxígeno puede incluir cualquier metal que tenga una mayor afinidad por el oxígeno que el aluminio. Algunos ejemplos de metales adecuados para usar como absorbedores de oxígeno incluyen metales alcalinos, metales alcalinotérreos y metales de tierras raras. Si se usa más de un metal de tierras raras como absorbente de oxígeno, se prefiere usar un metal de tierras raras del grupo de los lantánidos. El magnesio es el metal preferido para usar como absorbente de oxígeno porque tiene una alta presión de vapor, está fácilmente disponible y es relativamente económico. En algunas realizaciones, se puede ubicar un absorbente de oxígeno a granel alrededor del artículo que se está sinterizando durante la sinterización. En otras realizaciones, un absorbente de oxígeno en polvo se puede ubicar alrededor o sobre el artículo que se está sinterizando durante la sinterización. Como opción adicional, el absorbedor de oxígeno se puede mezclar con aluminio o aleación de polvo de aluminio, o con la mezcla alimentada al equipo de moldeo por inyección. En otra realización, el absorbente de oxígeno está presente como un componente de la aleación añadido a la mezcla, como en un polvo de aleación añadido a la mezcla. Por ejemplo, se pueden añadir o incorporar a la mezcla polvos de aleación que contienen aluminio y magnesio (y posiblemente otros componentes). Los ejemplos de algunas aleaciones que se pueden incorporar a la mezcla incluyen Al{{0}}.9 pesos. /. Mg y Al-2 peso. /. Cu-9.3 en peso. /. Mg-5.4 en peso n/. Si. Sin desear limitarse a la teoría, los inventores plantean la hipótesis de que el captador de oxígeno elimina cualquier oxígeno que pueda estar presente en la atmósfera que rodea la pieza durante la sinterización. Los absorbentes de oxígeno también se pueden usar para reducir la alúmina que rodea las partículas de aluminio o aleación de aluminio. Esto ayuda a descomponer la capa de alúmina que rodea las partículas, exponiendo el metal fresco y permitiendo que ocurra la sinterización de las partículas de aluminio o aleación de aluminio. Como se mencionó anteriormente, el magnesio es un absorbente de oxígeno adecuado. Además de ser relativamente barato, el magnesio también tiene una alta presión de vapor. Por tanto, durante la etapa de sinterización (que se produce a alta temperatura), el vapor de magnesio puede rodear el artículo que se está sinterizando. Los auxiliares de sinterización se añaden a la mezcla antes del moldeo por inyección de la mezcla. Los auxiliares de sinterización son metales con puntos de fusión bajos. Por ejemplo, el auxiliar de sinterización puede ser un metal que tenga un punto de fusión inferior al del aluminio. Preferiblemente, el auxiliar de sinterización comprende un metal de bajo punto de fusión que es insoluble en aluminio sólido. Algunos ejemplos de auxiliares de sinterización adecuados incluyen estaño, plomo, indio, bismuto y antimonio. Se ha encontrado que el estaño es particularmente adecuado para ayudar a la sinterización de aluminio y aleaciones de aluminio. Por lo tanto, el estaño es un auxiliar de sinterización preferido. El estaño es el auxiliar de sinterización preferido para usar en la presente invención porque se ha descubierto que inhibe la formación de nitruro de aluminio durante la sinterización (evitando así la formación de un exceso de nitruro de aluminio que puede afectar negativamente a las propiedades del artículo final), y El también se cambia la tensión superficial del aluminio fundido, promoviendo así una buena distribución de la fase de aluminio líquido durante la sinterización. Basado en el peso total del polvo de metal y la ayuda de sinterización, la cantidad agregada de la ayuda de sinterización no es superior al 10 por ciento en peso. Preferiblemente, el auxiliar de sinterización está presente en una cantidad de 0,1 por ciento a 10 por ciento en peso, más preferiblemente 0,5 por ciento a 3 por ciento en peso, incluso más preferiblemente alrededor de 2 por ciento en peso. Si se usa estaño como auxiliar de sinterización, se puede agregar en una cantidad de 0.1 por ciento a 10 por ciento en peso de la mezcla, más preferiblemente {{30} },5 por ciento a 4 por ciento en peso, aún más preferiblemente 0,5 por ciento a 2,0 por ciento en peso. El estaño se funde a 232 °C, mucho menos que el aluminio (66(TC), y no tiene fase intermetálica. El estaño es insoluble en aluminio sólido con una solubilidad sólida máxima de menos del 0,15 por ciento. El aluminio es completamente miscible con estaño líquido, formando un miscible Además, la tensión superficial del estaño líquido es significativamente menor que la del aluminio, y los inventores han demostrado que pequeñas cantidades de estaño pueden mejorar las características de humectación y el comportamiento de sinterización del aluminio.Por estas razones, el estaño es un auxiliar de sinterización particularmente preferido . La etapa de sinterización se lleva a cabo en una atmósfera de nitrógeno. Sin desear limitarse a ninguna teoría, los inventores plantean la hipótesis de que realizar la etapa de sinterización en una atmósfera de nitrógeno puede promover la formación de nitruro de aluminio. Los inventores plantean la hipótesis de que la formación de nitruro de aluminio durante el paso de sinterización puede contribuir a dañar o romper la película de óxido de aluminio que generalmente rodea las partículas de aluminio o aleación de aluminio. Uso de estaño como auxiliar de sinterización también puede ayudar a controlar la formación de AlN, ya que el exceso de nitruro de aluminio formado durante la sinterización puede ser perjudicial para las propiedades del artículo final. Si se usa aluminio de alta pureza como polvo de alimentación, los inventores han descubierto que la sinterización del polvo de aluminio en una atmósfera de nitrógeno puede dar como resultado una conversión rápida de aluminio en nitruro de aluminio. Dado que el aluminio se puede convertir en nitruro de aluminio en estos casos, existe el peligro de que todo el artículo se convierta en nitruro de aluminio. El uso de estaño como auxiliar de sinterización puede limitar la formación de exceso de AlN en estos casos. Sin pretender imponer ninguna teoría, los inventores postulan que al formar nitruro de aluminio, la atmósfera de nitrógeno destruye la película de óxido de aluminio sobre la superficie de las partículas de aluminio o aleación de aluminio. Se supone además que la destrucción de la película de óxido de aluminio hace que tenga lugar la sinterización de las partículas de aluminio o aleación de aluminio. La atmósfera que lleva a cabo la etapa de sinterización puede tener un bajo contenido de agua, por ejemplo, puede tener una presión parcial de vapor de agua A inferior a 0,001 kPa. El punto de rocío de la atmósfera utilizada en la etapa de sinterización puede estar por debajo de -60 grados, más preferiblemente por debajo de -70 grados. Cuando el magnesio se utiliza como absorbente de oxígeno, reacciona con el oxígeno y el agua, lo que reduce aún más el contenido de agua en la atmósfera. Se considera que el vapor de agua es extremadamente dañino para la sinterización del aluminio. La atmósfera es una atmósfera que contiene nitrógeno. La atmósfera puede ser principalmente nitrógeno. La atmósfera puede ser 100 por ciento nitrógeno. La atmósfera también puede comprender un gas inerte. El gas inerte puede constituir una pequeña fracción de la atmósfera. La atmósfera puede estar sustancialmente libre de oxígeno e hidrógeno. A este respecto, el gas suministrado como atmósfera durante la sinterización está convenientemente libre de oxígeno o hidrógeno. El aglutinante utilizado en la presente invención puede ser cualquier aglutinante o composición de aglutinante que se sepa que es adecuado como aglutinante en el moldeo por inyección de metales. Como saben los expertos en la técnica, el aglutinante suele ser un componente orgánico o una mezcla de dos o más componentes orgánicos. El aglutinante incluye preferiblemente un componente termoplástico que permite que el aglutinante se funda cuando se aplica calor. El aglutinante también debe estar crudo después del moldeo por inyección. El cuerpo proporciona suficiente fuerza para permitir que el cuerpo verde sea manipulado. Preferiblemente, el aglutinante se puede eliminar del cuerpo verde de una manera que mantenga la integridad del cuerpo verde durante la eliminación del aglutinante. Preferiblemente, después de la eliminación, el adhesivo El aglutinante no deja ningún residuo. El aglutinante puede estar hecho de más de dos materiales. Los dos o más materiales que constituyen el aglutinante pueden seleccionarse de manera que puedan eliminarse secuencialmente del cuerpo verde. De esta manera, es más fácil lograr el control del adhesivo. Facilita la retención de la integridad de la forma del cuerpo verde durante el proceso de eliminación del aglutinante. A este respecto, debe apreciarse que si el aglutinante se elimina demasiado rápido, aumenta el riesgo de que el cuerpo verde pierda su integridad de forma. El aglutinante se puede eliminar usando una o más técnicas conocidas para eliminar el aglutinante en el moldeo por inyección de metal. Por ejemplo, el aglutinante se puede eliminar por disolución en un disolvente, por tratamiento térmico para fundir, evaporar o descomponer el aglutinante, por eliminación catalítica o por acción capilar. Se pueden usar más de dos técnicas de eliminación de aglutinantes en la fase de eliminación de aglutinantes. Por ejemplo, el primer paso en la eliminación del aglutinante puede incluir la extracción con disolvente seguida de la eliminación térmica del aglutinante restante. Los expertos en la técnica comprenderán que se puede utilizar una amplia gama de materiales aglutinantes. Algunos ejemplos incluyen polímeros orgánicos como ácido esteárico, ceras, parafinas y polietileno. Sin pretender limitarse de ningún modo, los inventores han usado aglutinantes que incluyen ácido esteárico, cera de aceite de palma y polietileno de alta densidad en trabajos experimentales relacionados con la presente invención. El paso de sinterización utilizado en la presente invención implica calentar el cuerpo verde a una temperatura a la que el aluminio o la aleación de aluminio se sinterizan para formar un cuerpo denso. La etapa de sinterización incluye preferiblemente el calentamiento a una temperatura de aproximadamente 550 grados a aproximadamente 650 grados, más preferiblemente de 590 grados a 640 grados, lo más preferiblemente de 610 grados a 630 grados. Los tiempos de sinterización pueden variar. Generalmente, para temperaturas de sinterización más altas, use tiempos de sinterización más cortos. Básicamente, el tiempo de sinterización debe ser lo suficientemente largo para garantizar que se haya producido la máxima densificación del artículo. Se ha encontrado que no más de 2 horas de sinterización a una temperatura de 620 a 630 grados proporciona resultados satisfactorios. Sin embargo, la presente invención abarca tanto tiempos de sinterización más largos como tiempos de sinterización más cortos. La velocidad de calentamiento y el perfil de calor utilizados en el paso de sinterización suelen estar estrictamente controlados en los procesos de moldeo por inyección de metal para obtener propiedades óptimas en el artículo final. Los expertos en la materia pueden comprender fácilmente cómo determinar la velocidad de calentamiento y la distribución de temperatura adecuadas que se utilizan en el paso de sinterización. El método de la presente invención es aplicable a aluminio metálico y aleaciones de aluminio. Puede utilizarse cualquier aleación de aluminio en la presente invención, incluidas las aleaciones de aluminio de las series 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 y 8000. Las partículas de cerámica se pueden mezclar con aluminio o polvo de aleación de aluminio para producir compuestos de matriz metálica de aluminio. Las partículas cerámicas se utilizan para mejorar o controlar las propiedades de los productos sinterizados. Dichas propiedades pueden incluir, entre otras, la resistencia al desgaste, la dureza o el coeficiente de expansión térmica. Los ejemplos no limitativos de materiales cerámicos típicos incluyen SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN y TiB2. Se puede utilizar en equipos de moldeo por inyección de metal conocidos Lleve a cabo el método de la presente invención. La realización específica prueba varias aleaciones y composición de polvo, tamaño de partícula y forma de partícula. D5 ( ) es el polvo esférico AA6061 de 10 pm y se prefiere el estaño esférico de diámetro de partícula <45 pm. La materia prima de moldeo por inyección de metal comprende Un sistema aglutinante de polvo 6061 que contiene 2 por ciento en peso de estaño y 3 por ciento en peso de ácido esteárico, 52 por ciento en peso de cera de aceite de palma y 45 por ciento en peso de polietileno de alta densidad. Las materias primas se mezclaron a 165 grados durante 180 minutos. Después de la granulación, las materias primas se moldearon por inyección en barras estiradas estándar utilizando una máquina de moldeo Arburg. El desprendimiento con disolvente se realizó en n-hexano a 40 grados durante 24 horas. La eliminación del aglutinante restante y la sinterización se combinaron en un horno tubular sellado. La atmósfera preferida es un flujo de nitrógeno de alta pureza de 1 litro/min. El perfil de calor utilizado en el trabajo experimental se muestra en la Tabla 1. Se colocaron varillas de magnesio alrededor del artículo durante la sinterización. Se llevaron a cabo ensayos de tracción sobre el material así sinterizado. Escala del extensómetro La longitud es de 25 mm y la velocidad de la cruceta es de 0,6 mm/min. La dureza Rockwell (HRH) de las superficies superior e inferior se mide utilizando una bola de acero de 1/8 de pulgada y una carga de 60 kg.

The large variation in hardness may be due to the high porosity level. When the sintering time increased to 2 hours, the density and hardness increased to 94.9±0.3% and 66.9±2.9, respectively. However, further increasing the sintering temperature to 630"C did not significantly increase the density and hardness. The density at this condition was 95.3 ± 0.3%, and the hardness was 69.0 ± 0.9. Typical stress/strain of the parts sintered under various conditions The curves are plotted in Figure 4. The part sintered at 620"C for 2 hours had the best mechanical properties with a 0.2% yield strength of 58 MPa, a tensile strength of 156 MPa and an elongation at break of 8.9%. The tensile properties of the parts sintered at 630°C were slightly lower than this, although the density was higher. This may be due to the coarsening of the microstructure at the higher sintering temperature. For the parts sintered at 620°C for 1 hour , low density produces poor mechanical properties. The tensile strength is 98MPa and the strain is 1.7%. Optical micrographs show that the grain size remains at about the original particle size and is smaller than 20pm. Backscattered electron images show a tin-rich phase ( In the electron image white control, in the optical image black control) distribution and size. Do not see obvious hole. Further embodiment prepares various percentages-325 mesh elemental magnesium powder or pre-alloyed powder rich in magnesium, and Mixed into the raw material. The raw material is then compacted into a 25.4mm diameter disc using a thermoforming machine. The disc is sintered in nitrogen without magnesium nuggets in the furnace. Before sintering the disc containing the pre-alloyed powder, the The furnace was run under vacuum at 680°C for 4 hours to remove any magnesium residues in the furnace. The parts were loaded into steel crucibles with loose lids to minimize the effect of air flow. Results The addition of elemental magnesium had an effect on the sintered density The effect is shown in Figure 6. It was found that the highest sintered density of ~94% was obtained with 1.0 wt.% Mg. At 0.5 wt.% Mg, the oxygen was not sufficiently absorbed and the part deformed due to the porous surface layer. Weight % elemental magnesium powder is added in the raw material to cause low sintered density (80%) due to nitriding. For safety considerations, it is not preferred to add elemental magnesium powder to the raw material. Yet, add magnesium in the form of pre-alloyed powder Some disadvantages of elemental powder can be overcome by adding to the raw material.Example - Addition of AlMg powder to the raw material The composition obtained from Aluminum Powder Company is Al-2 wt./oCu-9.3 wt%Mg-5.4 wt./Si and Al-7.9 wt. ./oMg pre-alloyed powder.Al-2 weight./oCu-9.3 weight n/.Mg-5.4 weight n/.The average particle diameter of Si powder is about 25|im, Al-7.9 weight./.Mg powder The average particle size is about 40 μm. Both have regular particle shapes. Al-2 weight./. Cu-9.3 weight y. Mg-5.4 weight./. The solid phase temperature of Si is about 540°C, which is at 600. C is completely liquefied. The solidus temperature of Al-7.9 wt% Mg is about 540°C, which is completely liquefied at 620°C. Figure 7 shows the results for these alloys as well as alloy AA6061 and for AA6061+7.5wt./.Al-2wt %0>Mezclas de 9,3% en peso de Mg-5,4wtn/.Si, contenido líquido en función de la temperatura. Se ha encontrado que la sinterización de AA6061 más 7.5 por ciento Al-2wt./.Cu a 610 grados en nitrógeno - 9.3 wt./. Mg - 5.4 en peso. MSi más 2 en peso/. La mezcla de materia prima Sn durante 2 horas produjo una pieza sin distorsión y con una densidad teórica del 97 por ciento. Ejemplo: el uso de estaño como auxiliar de sinterización para Sn general se ha utilizado como eficaz auxiliar de sinterización para aleaciones de aluminio prensadas o no compactadas y productos compactados producidos mediante creación rápida de prototipos. Los inventores han demostrado que el estaño juega un papel importante en la sinterización de polvo suelto triturado y productos compactados de aluminio moldeados por inyección de polvo. Sin embargo, el estaño permanecerá en los límites de grano después de la sinterización porque el estaño es prácticamente insoluble en aluminio sólido. El exceso de estaño deteriorará las propiedades mecánicas, especialmente la ductilidad, lo cual es muy deseable para las aleaciones de aluminio preparadas a partir de polvos. Las partes despegadas (partes marrones) de los productos compactados de aluminio moldeado por inyección de polvo tienen solo alrededor del 85 por ciento de densidad relativa. Después de retirar el aglutinante polimérico, quedan canales abiertos en la parte porosa despegada que conectan las superficies de las partes. Los polvos sueltos perforados tienen solo un 40-60 por ciento de densidad relativa, y los poros conectados pueden formar canales abiertos hacia la superficie. Se requiere un gran volumen de líquido para sellar estos canales. En el ejemplo anterior, encontramos que el 4 por ciento de estaño facilitó la sinterización de polvo de aluminio puro compactado libremente; la adición de un 2 por ciento de estaño mejoró la sinterización de los productos compactados AA6061 moldeados por inyección de polvo. En este ejemplo, minimizamos la cantidad de estaño agregado mientras mantenemos el volumen líquido agregando un poco de polvo de aluminio prealeado. Agregar grandes cantidades de polvo prealeado también ayudará a aumentar el contenido de aleación en la pieza sinterizada y aumentará su resistencia. Reducir el contenido de estaño puede ayudar a mejorar la ductilidad. De esta manera, las propiedades mecánicas del sistema de aleación pueden mejorarse aún más. Estaño elemental (<43pm) was used as a sintering aid to reinforce the pre-alloyed Al-2wt%Cu-9.3wt. /. Mg-5.4 weight Q/. Liquid phase sintering of fine AA6061 powder (<20 microns) of Si powder (<30 iim). According to AA6061+X weight n/. Sn+Y weight. /. Al-2 weight. /. Cu-9.3 wt% Mg-5.4 wt. /. For the formulation of Si, the various powders were mixed in a Turbula mixer for 30 minutes. The mixed powder was poured into an alumina crucible, tapped and closed with aluminum foil. Then, they were sintered in a steel tube furnace at different temperatures for 2 hours under a nitrogen flow of 0.5 L/min. The sintered density was obtained by the Archimedes method and converted into a percentage of the theoretical density (TDM) for each alloy. Polished samples were used for optical and scanning electron microscopy (SEM). Figure 8 shows that the sintered density of AA6061+X weight MSn loose powder increases with the increase of sintering temperature. For 2 weight n/. The density of the Sn alloy system increases at 580°C, and for 1 wt./. The density of the Sn system increases at 590°C. The addition of tin significantly enhances sintering, and much higher sintering densities are obtained for alloys containing tin. Alloys containing 1.0 or 2.0 wt% tin have a sintered density above ~95% over the sintering temperature range of 600630°C. Only 83%, 88% and 93% sintered densities were obtained. For liquid phase sintering, liquid volume is one of the most critical factors for densification and part shape retention. Al-Sn alloy systems are controlled by temperature, aluminum alloy composition and tin content The liquid volume of . Figure 7 shows the effect of temperature on the liquid volume fraction for the tested alloys. The data were calculated using ThermoCalc. The addition of tin was not considered. For AA6061+xwt./.Al-2wt./.Cu- 9.3 wt. Q/.Mg-5.4 wt. MSi alloy, calculated based on the final total alloy content.Pre-alloyed Al-2 wt.°/.Cu-9.3 wt./.Mg-5.4 wt./.The solid phase point of Si powder is 582°C, it is completely liquefied at 604°C. Therefore, this alloy, if sintered alone, is very difficult to control during processing because of the narrow melting range. However, the liquid with high magnesium content formed early can be purged from the sintering furnace Oxygen, and helps to seal the open channels in the loose powder before severe oxidation usually begins at about 58060 (TC). Figure 9 shows the addition of 0%, 2.5% and 7.5% Pre-alloyed Al-2 wt. /. Cu-9.3 wt. /. Mg-5.4 wt. /. AA6061 + 0.5 wt. of Si powder. /. Sintered density of Sn loose powder. Because of increased liquid volume, AA6061 + 0.5 wt. /. The sintered density of Sn increases steadily with temperature up to 630°C. Al-2 weight is melted at a sintering temperature of 600°C for a 2.5% by weight addition and 590°C for a 7.5% by weight addition. /. Cu - 9.3 wt. /. Mg - 5.4 wt. /. Si powder gives a drastic increase in density of the liquid. However, for AA6061 + 0.5 wt. /. Sn + 7.5 wt. /. Al - 2 wt. / oCu -9.3 wt./. Mg -5.4 wt. 0/. Si alloy system, after peaking at 610°C, excess liquid soon leads to density reduction at 620°C. Density reduction may be due to early formation inside the part The reason for the gas of the clamping liquid. Adding 2.5% by weight of pre-alloyed Al-2 wt./. Cu-9.3 wt./. Mg-5.4 wt./. Si powder helps to maintain in the temperature range of 600620°C The density plateau of 97°/.Density begins to reduce under 630 ℃. Those skilled in the art can It is understood that the invention is capable of variations and modifications other than those specifically described. It is to be understood that the present invention includes all changes and modifications which fall within its spirit and scope.

Solicitud de derechos

1. Un método para formar un artículo mediante moldeo por inyección de metal de aluminio o una aleación de aluminio, comprendiendo dicho método las etapas de formar un artículo que comprende polvo de aluminio o polvo de aleación de aluminio o ambos y opcionalmente partículas cerámicas, un aglutinante y que comprende una mezcla de sinterización auxiliares de metales de bajo punto de fusión; • moldeo por inyección de dicha mezcla; • quitar dicho aglomerante; y • sinterización; en el que dicha sinterización se lleva a cabo en una atmósfera que contiene nitrógeno y en presencia de un absorbedor de oxígeno.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el absorbente de oxígeno comprende un metal que tiene una mayor afinidad por el oxígeno que el aluminio.

3. El método de la reivindicación 2, en el que el absorbente de oxígeno se selecciona del grupo que consta de metales alcalinos, metales alcalinotérreos y metales de tierras raras.

4. El método de la reivindicación 3, en el que el absorbente de oxígeno es magnesio.

5. El método de la reivindicación 1, en el que el absorbente de oxígeno a granel se coloca alrededor del producto sinterizado durante la sinterización, o el captador de oxígeno en polvo se coloca alrededor o sobre el producto sinterizado durante la sinterización, o absorbe El agente de oxígeno se mezcla con el aluminio o el aluminio aleación en polvo, o con la mezcla añadida al equipo de moldeo por inyección, o el absorbedor de oxígeno está presente como componente de la aleación añadida a la mezcla.

6. El método de la reivindicación 1, en el que el auxiliar de sinterización es un metal que tiene un punto de fusión inferior al del aluminio y es insoluble en aluminio sólido.

7. El método de la reivindicación 6, en el que el auxiliar de sinterización comprende estaño.

8. El método de la reivindicación 1, en el que el auxiliar de sinterización está presente en una cantidad no superior al 10 por ciento en peso, basado en el peso total del polvo metálico y el auxiliar de sinterización.

9. El método de la reivindicación 8, en el que el auxiliar de sinterización está presente en una cantidad que oscila entre 0,1 por ciento y 10 por ciento en peso.

10. 9. El método de la reivindicación 8, en el que el auxiliar de sinterización está presente en una cantidad de 0,5 por ciento a 3 por ciento en peso.

11. El método de la reivindicación 1, donde la atmósfera en la que se realiza la etapa de sinterización tiene un bajo contenido de agua, donde la presión parcial de vapor de agua es menor a 0.001 kPa.

12. El método de la reivindicación 1, en el que el aglutinante comprende un componente termoplástico capaz de hacer que el aglutinante se funda cuando se aplica calor.

13. El método de la reivindicación 1, en el que el aglutinante está hecho de dos o más materiales, y los materiales se seleccionan de manera que se eliminan secuencialmente del cuerpo verde.

14. El método de la reivindicación 1, en el que el aglutinante se elimina disolviéndolo en un disolvente, fundiendo, evaporando o descomponiendo el aglutinante mediante tratamiento térmico, eliminación catalítica o acción capilar.

15. El método de la reivindicación 14, en el que se utilizan dos o más técnicas de eliminación del aglutinante para eliminar el aglutinante.

16. El método de la reivindicación 1, en el que el aglutinante comprende ácido esteárico, cera de aceite de palma y polietileno de alta densidad.

17. El método de la reivindicación 1, en el que el paso de sinterización incluye calentar el cuerpo verde a una temperatura a la que el aluminio o la aleación de aluminio se sinterizan para formar un cuerpo denso.

18. El método de la reivindicación 17, en el que la temperatura está en el intervalo de aproximadamente 550 grados a aproximadamente 650 grados.

19. El método de la reivindicación 1, donde la mezcla comprende partículas cerámicas seleccionadas del grupo que consiste en SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN y TiB2.

20. El método de la reivindicación 1, en el que la atmósfera comprende nitrógeno o una mezcla de escamas de nitrógeno y un gas inerte.

21. El método de la reivindicación 1, en el que la atmósfera está sustancialmente libre de oxígeno o hidrógeno. Resumen completo La presente invención se refiere al moldeo por inyección de metales.

En particular, la presente invención se refiere a un método para formar un artículo de piezas moldeadas por inyección de polvo metálico AlMg1SiCu mediante moldeo por inyección de metal de aluminio o aleación de aluminio, comprendiendo dicho método las etapas de formar un artículo que contiene polvo de aluminio o polvo de aleación de aluminio o ambos y opcionalmente está presente una mezcla de partículas cerámicas, un aglutinante y un auxiliar de sinterización que incluye un metal de bajo punto de fusión; moldeo por inyección de la mezcla; retirar el aglutinante para formar un cuerpo verde; sinterización del cuerpo verde en una atmósfera que contiene nitrógeno y en presencia de un absorbedor de oxígeno La sinterización se lleva a cabo en presencia de.

Proceso de moldeo por inyección de metal

Sistemas de Detección