¿Cuáles son los métodos de desengrasado MIM?

¿Cuáles son los métodos de desengrasado MIM?

El desengrasado MIM significa que para fabricar productos con formas complejas como la inyección de plástico, necesitamos agregar materiales inyectables, como cera o algunos ingredientes plásticos, al polvo de metal. Sin embargo, estos aditivos (o aglutinantes) no son necesarios para nuestros productos finales, por lo que debemos eliminar estos aglutinantes de alguna manera después del moldeado. Este proceso se llama desengrasado (o desparafinado).

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 acortado desde los primeros días hasta las últimas horas. 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 paso es principalmente un método de desengrasado térmico de un solo paso. En la actualidad, el método más avanzado es el método de desengrase catalítico Catamold. Estos son algunos métodos típicos de desengrasado MIM.

1 Desengrase por método de Wiech

El método de Wiech está representado por la patente inventada por Wiech en 1980 y ha sido mejorado varias veces. Pueden llamarse métodos Wiech (1), Wiech (2) y Wiech (3). El aglutinante utilizado por Wiech es el sistema aglutinante a base de cera más utilizado en MIM, que contiene uno o más componentes. El proceso básico del método Wiech (1) es: primero, coloque el MIM que forma el blanco en un recipiente vacío, caliéntelo a la temperatura de flujo del aglutinante o por encima de esta temperatura, y luego agregue lentamente el solvente en forma de gas en el recipiente donde se encuentra la formación. El solvente gaseoso ingresa al blanco de formación para disolver el aglutinante. Cuando el aglutinante se disuelve hasta cierto punto, la solución solvente del aglutinante se filtrará por la falla de formación. El disolvente gaseoso puede eliminar la mayor parte del aglutinante sin agrietarse ni fracturarse. La preforma con la mayor parte del aglutinante eliminado se sumerge en el disolvente líquido para eliminar la parte restante del aglutinante. Debido al canal de energía de poros formado por el desengrasado con solvente gaseoso, el segundo paso del desengrasado con solvente por inmersión es muy rápido y no se producirán grietas ni defectos. Finalmente, la preforma se precalienta para eliminar parte del ligante residual y parte del disolvente, y se obtiene el producto final por sinterización. El método Wiech (1) solo toma 3 días para desengrasar con solvente gaseoso, y la eficiencia de desengrase es muy baja. Y debido a que la temperatura de desengrasado es más alta que la temperatura de flujo del aglutinante, la deformación es más grave. Wiech inventó el método Wiech (3) en 1981. El proceso básico es: colocar la preforma MIM en un recipiente de gas inerte y ajustar la temperatura y el flujo de gas para que la presión de vapor del aglutinante en la preforma sea mayor que la presión del atmósfera en el recipiente, de modo que el aglomerante pueda evaporarse fuera del proceso de formación y entrar en la atmósfera del recipiente. Se utiliza una parte independiente en el contenedor para condensar y recolectar el aglutinante. La velocidad de eliminación del aglutinante se puede controlar ajustando la velocidad de condensación. Para los adhesivos de varios componentes, también se pueden evaporar de forma selectiva y gradual ajustando la temperatura y la presión en el recipiente. Este proceso toma alrededor de un día o más. Wiech inventó el método Wiech (2) en 1981. Se adoptó el desengrasado por sifón como primer paso. La preforma de MIM se colocó sobre el material del sifón, se calentó lentamente a 200 grados durante 3 h para eliminar la mayor parte del aglutinante y luego se colocó la preforma en el horno en una atmósfera de hidrógeno atmosférico a una velocidad de aproximadamente 3 grados/min a aproximadamente 800 grado para un mayor desengrasado y pre sinterizado. Todo el proceso de desengrasado tomó alrededor de 10h. De esta manera, Wiech en realidad usa tres formas de desengrasado de dos pasos, primero desengrasado con vapor de solvente, luego evaporación y luego desengrasado con sifón como primer paso, reduciendo el tiempo de desengrasado de los primeros tres días a 10 horas. Sin embargo, otras personas tienen algunas deficiencias. El método Wiech (1) es ineficaz y el tocho formado es fácil de deformar. La presión atmosférica en el horno de desengrase del método Wiech (2) debe controlarse con precisión, y el método de evaporación es difícil de trabajar para el componente aglutinante con un peso molecular elevado. El método de Wiech (3) tiene los problemas de que el material de respuesta del arco iris se adhiere a la pieza en bruto formada y contamina la pieza en bruto formada.

2 Desengrasante Injectamax

Johnson, de la compañía estadounidense de moldeo por inyección de metal AMAX, inventó el método Injectamax en 1988. La principal ventaja de este método es que se desengrasa rápidamente y no causa grietas. El aglutinante consta de al menos dos componentes. Al desengrasar, se selecciona un solvente para disolver selectivamente los componentes solubles en el aglutinante primero, mientras que los componentes insolubles son insolubles. De esta manera, se abre el canal de poros y luego se elimina el aglutinante restante mediante desengrasado térmico. El aglutinante utilizado en este método generalmente se compone de aceite vegetal, parafina y resina termoplástica, y el aceite y la parafina se eliminan primero con un solvente de tricloroetano. Todo el proceso de desengrasado dura solo 6 horas y es un método de desengrasado rápido. Este proceso de dos pasos de desengrase por solvente y desengrase térmico es un método de producción adoptado por la mayoría de las empresas y fabricantes de MIM en la actualidad debido a su simplicidad, baja inversión y alta eficiencia.

3 Desengrase por disolución en agua

El método de disolución en agua se basa en el aglutinante soluble en agua desarrollado en la década de 1990, que es similar al desarrollo directo del método de dos pasos Injectamax (desengrasado con disolvente más desengrasado térmico). Debido a los problemas de toxicidad y recuperación de solventes químicos, si se puede usar como solvente agua barata y libre de contaminación, el nivel del proceso MIM se puede mejorar en gran medida. Cao ha desarrollado una solución de polímero sólido que puede eliminar el 80 por ciento del polietilenglicol remojándolo en agua destilada desoxidada durante unas 16 horas y luego eliminar el aglutinante restante mediante desengrasado térmico. Anwar y Yang también trabajaron con el sistema aglutinante de polietilenglicol más polimetilmetacrilato. Al aumentar la temperatura del agua a 60-80 grados, se puede eliminar más del 95 por ciento del polietilenglicol en esta hora. Bialo ha desarrollado otra forma de aglutinante soluble en agua, que utiliza polioxietileno como parte soluble en agua. Su fórmula aglutinante es 76 por ciento de polioxietileno más 23 por ciento de cera de polietileno - 1 por ciento de ácido esteárico. La mayor parte del polioxietileno se puede eliminar sumergiendo la preforma en agua durante 60-70 minutos. Debido a que el agua es barata, no tóxica y libre de contaminación, la disolución en agua es el método de desengrase más económico y beneficioso para el medio ambiente. Sin embargo, el aglutinante soluble en agua tiene el problema de la absorción de agua, lo que lleva a la necesidad de dispositivos especiales para el almacenamiento y transporte de alimento MIM. Además, hay pocos polímeros compatibles con la parte soluble en agua (como el polietilenglicol) del aglutinante soluble en agua, que tiende a hincharse durante la mezcla, y el tiempo de mezcla de alimentación es muy largo. Por lo tanto, aunque el método insoluble se introdujo hace cinco años, todavía se encuentra en la etapa de laboratorio y no se ha utilizado en la producción real.

4 Desengrase catalítico catamold

El método Catamold es un método de desengrasado de un solo paso de MIM desarrollado por Bloemacher de BSAF en Alemania a principios de la década de 1990. Es un método de desengrase catalítico. El principio de funcionamiento del desengrasado catalítico MIM y la característica técnica principal de este método es que la resina de poliformaldehído se utiliza como aglutinante y el desengrasado catalítico es rápido en atmósfera ácida. La resina de poliformaldehído de cadena larga se usa como aglutinante, y la polaridad de la resina de poliformaldehído se usa para conectar el polvo metálico, que puede ser adecuado para una amplia gama de tipos de polvo. La resina de polialdehído se descompone en formaldehído bajo la catálisis de una atmósfera ácida. Esta reacción de descomposición ocurre rápidamente por encima de los 110 grados. Es una transición gas-sólido directa, lo que favorece el control de la deformación verde y garantiza la precisión dimensional después de la sinterización. El desengrase catalítico se lleva a cabo en la interfase entre atmósfera y ligante. No hay gas en el blanco de formación y la velocidad de avance de la interfaz de reacción puede alcanzar 1-4mm/h. CREMER de Alemania ha diseñado un sistema de horno de sinterización y desengrase continuo para el método de desengrase Catamold. El proceso de operación es: coloque la falla de formación de MIM en la primera zona de calentamiento de desengrasado y caliéntela a 86 grados bajo atmósfera de nitrógeno para evitar la condensación de ácido nítrico en la palanquilla en el proceso de desengrase catalítico posterior. Luego, la preforma se traslada al área de desengrasado catalítico para descomponer la resina de poliformaldehído en formaldehído. Después del desengrasado inicial, la palanquilla ingresa al horno de sinterización a través de la primera cámara de limpieza y el aglomerante residual se elimina en la primera zona de calentamiento del horno de sinterización. Posteriormente, se lleva a cabo la sinterización bajo la acción de nitrógeno, hidrógeno, argón, amoníaco descompuesto y algunas otras mezclas. En la actualidad, hay varios fabricantes de hornos de desengrasado catalítico MIM en China. Una característica importante del método Catamold es que el catalizador se usa para desengrasar y la fase líquida no aparece durante el desengrasado, lo que evita la debilidad de los productos MIM que son propensos a la deformación y difíciles de controlar la precisión del tamaño. Es un gran avance en la industria MIM, y debido a que es un desengrasado catalítico, el tiempo de desengrasado se acorta considerablemente, lo que reduce el costo. Y la aplicación del método de metamolde puede producir componentes MIM de mayor tamaño. El sistema continuo de desengrase y sinterización de CREMER puede realizar una producción continua, lo que convierte a MIM en una tecnología competitiva de formación de PM cercana a la red.

El método Catamold es el método de desengrasado MIM más avanzado que se aplica actualmente en la producción industrial. Sin embargo, este método tiene problemas como la corrosión del equipo en atmósfera ácida y el tratamiento de gases residuales, y el costo de inversión del equipo es más alto que otros métodos.

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