Pasos básicos del moldeo por inyección de metal.

Pasos básicos del moldeo por inyección de metal.

Los pasos básicos del proceso demoldeo por inyección de metalesson los siguientes: primero, seleccione el polvo de metal y el aglutinante que cumplan con los requisitos de MIM, y luego mezcle el polvo y el aglutinante en una alimentación uniforme a cierta temperatura mediante los métodos apropiados. Después de la granulación, se lleva a cabo el moldeo por inyección. El blanco formado se sinteriza y densifica en un producto final después del tratamiento desengrasante.

1. Tecnología de molienda y polvo MIM

MIM tiene altos requisitos para el polvo crudo, y la selección del polvo debe ser propicia para mezclar, moldear por inyección, desengrasar y sinterizar, lo que a menudo es contradictorio. El estudio del polvo crudo MIM incluye: forma del polvo, tamaño de partícula y composición del tamaño de partícula, superficie específica, etc. La Tabla 1 enumera las propiedades del polvo crudo adecuado para MIM.

Debido a los finos requisitos del polvo crudo MIM, el precio del polvo crudo MIM es generalmente alto, algunos de los cuales son incluso 10 veces el precio del polvo PM tradicional. Este es un factor clave que limita la amplia aplicación de la tecnología MIM. En la actualidad, los principales métodos para producir polvo crudo para MIM incluyen el método de carbonilo, el método de atomización con agua a ultra alta presión, el método de atomización con gas a alta presión, etc.

2. Carpeta

Binder es el núcleo de la tecnología MIM. En MIM, el aglutinante tiene dos funciones básicas: mejorar la fluidez para adaptarse al moldeo por inyección y mantener la forma del bloque verde. Además, también debe tener las características de fácil remoción, no toxicidad y costo razonable. Por lo tanto, ha surgido una variedad de aglutinantes. En los últimos años, está cambiando gradualmente de la selección basada en la experiencia a los requisitos para los métodos y funciones de desengrasado del aglutinante. Se debe apuntar a la dirección de desarrollo del sistema adhesivo.

El aglutinante generalmente se compone de un componente de bajo peso molecular y un componente de alto peso molecular más algunos aditivos necesarios. El componente de bajo peso molecular tiene baja viscosidad, buena fluidez y fácil remoción; El componente de polímero tiene una alta viscosidad y resistencia para mantener la resistencia de la pieza en bruto de formación. Los dos se dosifican adecuadamente para obtener una alta capacidad de carga de polvo, y finalmente se obtendrá un producto con alta precisión y alta uniformidad.

3. Mezcla

La mezcla es el proceso de mezclar polvo metálico y aglutinante para obtener una alimentación uniforme. Debido a que la naturaleza de la alimentación determina el rendimiento del producto moldeado por inyección final, el proceso de mezcla es muy importante. Esto implica muchos factores, como la forma y la secuencia de agregar el aglutinante y el polvo, la temperatura de mezclado, las características del dispositivo de mezclado, etc. En la actualidad, este paso del proceso se ha mantenido en el nivel de confianza en la experiencia. Un indicador importante para la evaluación final del proceso de mezclado es la uniformidad y consistencia del alimento.

La mezcla de la alimentación MIM se completa bajo la acción combinada del efecto térmico y la fuerza de corte. La temperatura de mezcla no debe ser demasiado alta, de lo contrario, el aglutinante puede descomponerse o el polvo y el aglutinante pueden separarse debido a la baja viscosidad. La fuerza de corte variará según el método de mezcla. Los dispositivos mezcladores comunes de MIM incluyen la extrusora de doble tornillo, la mezcladora de impulsor en forma de Z, la extrusora de un solo tornillo, la extrusora de émbolo, la mezcladora planetaria doble, la mezcladora de doble leva, etc. Estos dispositivos mezcladores son adecuados para preparar mezclas con una viscosidad en el rango de {{1 }}Pa·s.

El método de mezcla generalmente consiste en agregar componentes de alto punto de fusión para derretir, luego enfriar, agregar componentes de bajo punto de fusión y luego agregar polvo metálico en lotes. Esto puede evitar la gasificación o descomposición de los componentes de bajo punto de fusión. La adición de polvo metálico en lotes puede evitar el aumento repentino del par causado por un enfriamiento demasiado rápido y reducir la pérdida de equipos.

Para el método de alimentación de coincidencia de polvo de diferentes tamaños de partículas, la patente japonesa presenta: primero agregue el polvo atomizado con agua 15-40um más espeso en el aglutinante, luego agregue el polvo 5-15um y luego agregue el polvo con el tamaño del polvo menor o igual a 5um, por lo que la contracción del producto final cambiará poco. Para recubrir uniformemente una capa de adhesivo alrededor del polvo, el polvo de metal también se puede agregar directamente al componente de alto punto de fusión y luego al componente de bajo punto de fusión, y luego se puede eliminar el aire. Por ejemplo, Anwar agregó directamente la suspensión de PMMA al polvo de acero inoxidable y lo mezcló, luego agregó la solución acuosa de PEG, lo secó y eliminó el aire mientras lo agitaba. O'Connor usa solvente para mezclar, primero mezcla en seco SA con polvo, luego agrega solvente de tetrahidrofurano y luego agrega polímero. Después de que el tetrahidrofurano escape por el calor, agregue el polvo para mezclar y obtener una alimentación uniforme.

4. Moldeo por inyección

El objetivo del moldeo por inyección es obtener la forma deseada del cuerpo verde MIM sin defectos y con partículas uniformes. Como se muestra en la Figura 1, primero caliente la alimentación granular a una cierta temperatura alta para que fluya, luego inyéctela en la cavidad del molde para que se enfríe y obtenga la forma requerida de un cuerpo rígido, y luego sáquelo del molde para obtener el MIM formando en blanco. Este proceso es el mismo que el proceso de moldeo por inyección de plástico tradicional, pero debido al alto contenido de polvo de la alimentación MIM, existen grandes diferencias en los parámetros del proceso y otros aspectos del proceso de moldeo por inyección. El control inadecuado conducirá fácilmente a varios defectos.

5. Desengrasado

Desde el surgimiento de la tecnología MIM, con los diferentes sistemas de aglutinantes, se han formado una variedad de rutas de proceso MIM y métodos de desengrasado. El tiempo de desengrasado se ha reducido de unos pocos días al principio a unas pocas horas ahora. En términos de pasos de desengrasado, todos los métodos de desengrasado se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: uno es el método de desengrasado de dos pasos. El método de desengrasado de dos pasos incluye desengrasado con solvente más desengrasado térmico, desengrasado con sifón - desengrasado térmico, etc. El método de desengrasado de un solo paso es principalmente el método de desengrasado térmico de un solo paso. En la actualidad, el método avanzado es el método amaetamold. A continuación se presentan varios métodos de desengrasado MIM representativos.

6. Sinterización

La sinterización es el siguiente paso en el proceso MIM. La sinterización elimina los poros entre las partículas de polvo y hace que el producto MIM sea completamente denso o casi completamente denso. Debido al uso de una gran cantidad de aglutinantes en la tecnología de moldeo por inyección de metal, la contracción durante la sinterización es muy grande y su tasa de contracción lineal generalmente alcanza el 13 por ciento - 25 por ciento, por lo que existe un problema de control de deformación y control de precisión dimensional. Especialmente porque los productos MIM son en su mayoría piezas conformadas con formas complejas, este problema se vuelve cada vez más prominente. La alimentación uniforme es un factor clave para la precisión dimensional y el control de la deformación de los productos sinterizados finales. La alta densidad de compactación del polvo puede reducir la contracción de la sinterización y también favorece el proceso de sinterización y el control de la precisión dimensional. Para los productos de acero inoxidable y a base de hierro, también existe un problema de control del potencial de carbono en la sinterización. Debido al alto precio del polvo fino en la actualidad, es una forma importante de reducir el costo de producción del moldeo por inyección de polvo para estudiar la tecnología de sinterización de refuerzo de los tochos de polvo grueso. Esta tecnología es un aspecto de investigación importante del moldeo por inyección de polvo metálico en la actualidad.