Proceso de moldeo por inyección de metal

El proceso de moldeo por inyección de metal (Tecnología de moldeo por inyección de polvo metálico, MIM para abreviar) es un nuevo tipo de tecnología de moldeo de forma casi neta de pulvimetalurgia formada mediante la introducción de tecnología moderna de moldeo por inyección de plástico en el campo de la pulvimetalurgia.

Qinhuangdao Zhongwei Precision Machinery Co., Ltd. es una colección de moldeo por inyección de metal de aleación de cobre, moldeo por inyección de metal con base de hierro, moldeo por inyección de metal con base de acero inoxidable, moldeo por inyección de metal con aleación de aluminio, moldeo por inyección de metal con aleación de níquel, inyección de metal con aleación de cobalto moldeo, moldeo por inyección de metal de aleación de tungsteno Una empresa integral de alta tecnología que integra I+D, producción y ventas de moldeo por inyección, moldeo por inyección de metal de carburo cementado y piezas estructurales de pulvimetalurgia.

Diseño del productocripcion

1. Estándares de implementación: la empresa implementa estrictamente las certificaciones ISO9001, ISO14001, IATF16949

Los productos han pasado la certificación de ROHS, FDA EU, etc.

2. Estándares de materiales del producto: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Procesos principales: moldeo por inyección de metal MIM, pulvimetalurgia PM, fundición a la cera perdida, fundición a presión de aluminio,

4. Materiales disponibles para pulvimetalurgia:

Las aleaciones de cobre, las bases de hierro, las aleaciones de titanio, las bases de acero inoxidable, las aleaciones de aluminio, las aleaciones de níquel, las aleaciones de cobalto, las aleaciones de tungsteno, los carburos cementados, las aleaciones de hidroxi, los materiales magnéticos blandos y la impresión 3D se pueden personalizar de acuerdo con los requisitos del cliente.

Tecnología de la artesanía

El proceso básico del proceso de moldeo por inyección de metal es el siguiente: primero, el polvo sólido y el aglutinante orgánico se mezclan uniformemente y, después de la granulación, se inyectan en la cavidad del molde mediante una máquina de moldeo por inyección en estado de calentamiento y plastificación (~150 grados). C) para solidificar y formar, y luego usar El aglutinante en el blanco formado se elimina por descomposición química o térmica, y finalmente el producto final se obtiene por sinterización y densificación. En comparación con los procesos tradicionales, tiene las características de alta precisión, organización uniforme, excelente rendimiento y bajo costo de producción. Sus productos son ampliamente utilizados en ingeniería de información electrónica, equipos biomédicos, equipos de oficina, automóviles, maquinaria, hardware, equipos deportivos, industria relojera, armas e industrias aeroespaciales. Por lo tanto, generalmente se cree que el desarrollo de esta tecnología conducirá a una revolución en la tecnología de formación y procesamiento de piezas, y se conoce como "la tecnología de formación de piezas más popular en la actualidad" y "tecnología de formación en el siglo XXI".

Historia y Situación Actual

Fue inventado por Parmatech en California en 1973. A principios de la década de 1980, muchos países de Europa y Japón también invirtieron mucha energía para estudiar esta tecnología y se promocionó rápidamente. Especialmente a mediados-1980, esta tecnología se ha desarrollado a pasos agigantados desde su industrialización, y aumenta a un ritmo asombroso cada año. Hasta el momento, hay más de 100 empresas en más de 10 países y regiones como Estados Unidos, Europa Occidental y Japón, que se dedican al desarrollo de productos, la investigación y las ventas de esta tecnología. Japón es muy activo en la competencia y tiene un desempeño sobresaliente. Muchas grandes corporaciones han participado en la promoción de la industria MIM, incluidas Pacific Metals, Mitsubishi Steel, Kawasaki Steel, Kobe Steel, Sumitomo Mining, Seiko-Epson, Datong special steel, etc. En la actualidad, hay más de 40 empresas que se especializan en la La industria MIM en Japón, y el valor total de las ventas de sus productos industriales MIM ya ha superado el de Europa y está alcanzando a los Estados Unidos. Hasta el momento, más de 100 empresas de todo el mundo se han involucrado en el desarrollo de productos, la investigación y las ventas de esta tecnología. Por lo tanto, la tecnología MIM se ha convertido en el campo tecnológico de frontera más activo en la nueva industria manufacturera. Está representada por la tecnología pionera de la industria metalúrgica mundial. La tecnología MIM es la dirección principal del desarrollo de la tecnología de pulvimetalurgia.

Características del proceso

La tecnología de proceso de moldeo por inyección de metal es un producto que integra tecnología de moldeo de plástico, química de polímeros, tecnología de pulvimetalurgia y ciencia de materiales metálicos y otras disciplinas. , Las piezas estructurales de formas complejas tridimensionales pueden materializar de forma rápida y precisa las ideas de diseño en productos con ciertas características estructurales y funcionales, y pueden producir directamente piezas en masa, lo cual es una nueva revolución en la industria de la tecnología de fabricación. Esta tecnología de proceso no solo tiene las ventajas del proceso de pulvimetalurgia menos convencional, sin corte o menos corte, altos beneficios económicos, sino que también supera las deficiencias de los productos tradicionales de pulvimetalurgia, materiales irregulares, bajas propiedades mecánicas, paredes delgadas difíciles de formar y estructuras complejas. Especialmente indicado para la producción en serie de piezas pequeñas, complejas y metálicas con requerimientos especiales. El proceso tecnológico es aglutinante → mezcla → moldeo por inyección → desengrasado → sinterizado → posprocesamiento.

Preparación de la materia prima: El primer paso es preparar una mezcla en polvo de metal y polímero. El metal en polvo utilizado aquí es mucho mejor que el metal en polvo utilizado en los procesos tradicionales de pulvimetalurgia (normalmente por debajo de 20 micras). El metal en polvo se mezcla con un aglutinante termoplástico caliente, se enfría y luego se peletiza en una materia prima homogénea en forma granular. La materia prima resultante es típicamente un 60 por ciento de metal y un 40 por ciento de polímero en volumen.

Moldeo por inyección: las materias primas en polvo se moldean utilizando los mismos equipos y moldes que el moldeo por inyección de plástico. Sin embargo, la cavidad del molde está diseñada para ser aproximadamente un 20 por ciento más alta para tener en cuenta la contracción de la pieza durante la sinterización. En un ciclo de moldeo por inyección, la materia prima se funde y se inyecta en una cavidad de molde donde se enfría y se solidifica en la forma de la pieza. La parte "verde" moldeada se revienta y luego se limpia para eliminar todo el brillo.

Desengrase con solvente: este paso elimina el aglutinante polimérico del metal. En algunos casos, primero se realiza un desengrase con solvente, donde la parte "verde" se coloca en un baño de agua o químico para disolver la mayor parte del adhesivo. Después de (en lugar de) este paso, se realiza la desaglomeración térmica o presinterización. La parte "verde" se calentó en un horno a baja temperatura para eliminar el aglomerante polimérico por evaporación. Como resultado, las partes metálicas "marrones" restantes contendrán alrededor del 40 por ciento del espacio.

• Sinterización:El paso final es sinterizar la parte "marrón" en un horno de alta temperatura (hasta 2500*F) para reducir el espacio vacío a aproximadamente 1-5 por ciento, lo que resulta en una alta densidad (95-99 por ciento) parte metálica. El horno utiliza un gas inerte a una temperatura cercana al 85 por ciento del punto de fusión del metal. Este método elimina los poros del material, reduciendo la pieza a un 75-85 por ciento de su tamaño original. Sin embargo, esta contracción ocurre de manera uniforme y se puede predecir con precisión. La pieza resultante mantiene la forma moldeada original con altas tolerancias, pero ahora es más densa.

Después del proceso de sinterización, no se requieren operaciones secundarias para mejorar las tolerancias o el acabado superficial. Sin embargo, al igual que las piezas de metal fundido, se pueden realizar múltiples operaciones secundarias para agregar funciones, mejorar las propiedades del material o ensamblar otras piezas. Por ejemplo, las piezas moldeadas por inyección de metal se pueden mecanizar, tratar térmicamente o soldar.

La mayoría de las reglas de diseño de moldeo por inyección aún se aplican cuando se diseñan piezas que se fabricarán mediante moldeo por inyección de metal. Sin embargo, hay algunas excepciones o adiciones, tales como:

Grosor de la pared: Al igual que con el moldeo por inyección de plástico, el grosor de la pared debe minimizarse y mantenerse uniforme en todo momento. En particular, en el proceso de moldeo por inyección de metal, minimizar el grosor de la pared no solo reduce el volumen del material y el tiempo del ciclo, sino que también reduce el tiempo de desgomado y sinterización.

A diferencia del moldeo por inyección de plástico, muchas piezas moldeadas por inyección de metal utilizan aglutinantes de polímeros para materiales en polvo que son más fáciles de liberar que los moldes. Además, las piezas moldeadas por inyección de metal se expulsan antes de que se enfríen por completo y se contraen las características del molde porque el polvo de metal en la mezcla tarda más en enfriarse.

• Soporte de sinterización:Durante el proceso de sinterización, las piezas moldeadas por inyección de metal deben estar debidamente sujetas o pueden torcerse a medida que se encogen. Las bandejas planas estándar se pueden utilizar diseñando piezas con superficies planas en el mismo plano. De lo contrario, es posible que se requiera un soporte personalizado más costoso.

• Postprocesamiento:Para piezas con requisitos de tamaño más precisos, se requiere el procesamiento posterior necesario. Este proceso es el mismo que el proceso de tratamiento térmico de los productos metálicos convencionales.

• Características del proceso MIM:

Comparación del proceso MIM y otros procesos de procesamiento

El tamaño de partícula del polvo crudo utilizado en MIM es 2-15 μm, mientras que el tamaño de partícula del polvo crudo de la pulvimetalurgia tradicional es principalmente 50-100 μm. El producto terminado del proceso MIM tiene una alta densidad debido al uso de polvos finos. El proceso MIM tiene las ventajas del proceso pulvimetalúrgico tradicional, y el alto grado de libertad de forma no se puede lograr con el proceso pulvimetalúrgico tradicional. La pulvimetalurgia tradicional se limita a la resistencia y la densidad de llenado del molde, y la forma es principalmente cilíndrica bidimensional.

El proceso tradicional de secado por fundición de precisión es una tecnología extremadamente eficaz para fabricar productos con formas complejas. En los últimos años, el uso de núcleos cerámicos se puede utilizar para completar productos terminados con hendiduras y agujeros profundos. Sin embargo, debido a la fuerza del núcleo cerámico y la limitación de la fluidez de la solución de colado, el proceso todavía tiene algunas dificultades técnicas. En términos generales, este proceso es más adecuado para la fabricación de piezas grandes y medianas, y el proceso MIM es más adecuado para piezas pequeñas y de formas complejas. Elementos de comparación Proceso de fabricación Proceso MIM Proceso tradicional de pulvimetalurgia Tamaño de partícula del polvo (μm) 2-1550-100 Densidad relativa (porcentaje) 95-9880-85 Peso del producto (g) Menor o igual a 400 gramos 10-cientos Producto forma Tridimensional forma compleja Bidimensional forma simple propiedades mecánicas pros y contras.

La comparación del proceso MIM y el proceso tradicional de fundición a presión de pulvimetalurgia se utiliza para materiales con bajo punto de fusión y buena fluidez del líquido de fundición, como aleaciones de aluminio y zinc. Los productos de este proceso tienen resistencia, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión limitadas debido a las limitaciones del material. El proceso MIM puede procesar más materias primas.

El proceso de fundición de precisión, aunque la precisión y complejidad de sus productos ha mejorado en los últimos años, sigue siendo inferior al proceso de desparafinado y al proceso MIM. La forja en polvo es un desarrollo importante y se ha aplicado a la producción en masa de bielas. Sin embargo, en general, el costo del tratamiento térmico y la vida útil de la matriz en el proyecto de forjado siguen siendo problemáticos, y aún deben resolverse más.

El método de mecanizado tradicional y la reciente mejora de su capacidad de procesamiento por automatización han hecho un gran progreso en efecto y precisión, pero los procedimientos básicos aún son inseparables del procesamiento paso a paso (torneado, cepillado, fresado, rectificado, taladrado, pulido, etc.) para completar la forma de la pieza. La precisión de mecanizado del método de mecanizado es mucho mejor que otros métodos de mecanizado, pero debido a que la utilización efectiva de los materiales es baja y la finalización de su forma está limitada por el equipo y las herramientas, algunas piezas no se pueden mecanizar. Por el contrario, MIM puede usar materiales de manera efectiva sin limitación. Para la fabricación de piezas de precisión pequeñas y de formas difíciles, el proceso MIM tiene un costo más bajo y una mayor eficiencia que el procesamiento mecánico, y es altamente competitivo.

La tecnología MIM no es para competir con los métodos de procesamiento tradicionales, sino para compensar las deficiencias técnicas de los métodos de procesamiento tradicionales o los defectos que no se pueden producir. La tecnología MIM puede jugar sus puntos fuertes en el campo de las piezas fabricadas mediante métodos de mecanizado tradicionales. Las ventajas técnicas del proceso MIM en la fabricación de piezas pueden formar piezas estructurales con estructuras altamente complejas.

La tecnología de moldeo por inyección utiliza la máquina de inyección para inyectar el producto en blanco para garantizar que el material se llene completamente con la cavidad del molde, lo que también garantiza la realización de la estructura altamente compleja de la pieza. En el pasado, en la tecnología de procesamiento tradicional, los componentes individuales primero se fabricaban y luego se ensamblaban en componentes. Cuando se utiliza la tecnología MIM, se puede considerar la integración en una sola pieza completa, lo que reduce en gran medida los pasos y simplifica el procedimiento de procesamiento. En comparación con otros métodos de trabajo de metales, MIM tiene una alta precisión dimensional y no requiere un mecanizado secundario o solo una pequeña cantidad de acabado.

El proceso de moldeo por inyección puede formar directamente piezas estructurales complejas y de paredes delgadas, la forma del producto está cerca de los requisitos del producto final y la tolerancia dimensional de las piezas generalmente se mantiene en aproximadamente ±0.{ {2}}±0.3. Especialmente para reducir el costo de procesamiento de aleaciones duras que son difíciles de mecanizar, es de gran importancia reducir la pérdida de procesamiento de metales preciosos. El producto tiene una microestructura uniforme, alta densidad y buen rendimiento.

Durante el proceso de prensado, debido a la fricción entre la pared del troquel y el polvo y entre el polvo y el polvo, la distribución de la presión de prensado es muy desigual, lo que conduce a la microestructura desigual de la pieza en bruto prensada, lo que provocará la metalurgia del polvo prensado. piezas a ser La contracción es desigual durante el proceso de sinterización, por lo que la temperatura de sinterización debe reducirse para reducir este efecto, lo que da como resultado una gran porosidad, poca compacidad del material y baja densidad, lo que afecta gravemente las propiedades mecánicas del producto. Por el contrario, el proceso de moldeo por inyección es un proceso de moldeo fluido. La existencia del aglutinante asegura la distribución uniforme del polvo, lo que puede eliminar las irregularidades de la microestructura del blanco y luego hacer que la densidad del producto sinterizado alcance la densidad teórica del material. En general, la densidad del producto prensado solo puede alcanzar el 85 por ciento de la densidad teórica. La alta densidad del producto puede aumentar la resistencia, fortalecer la tenacidad, mejorar la ductilidad, la conductividad eléctrica y térmica y mejorar las propiedades magnéticas. Alta eficiencia, fácil de lograr una producción a gran escala y a gran escala.

El molde de metal utilizado en la tecnología MIM tiene una vida útil comparable a la de los moldes de moldeo por inyección de plástico de ingeniería. MIM es adecuado para la producción en masa de piezas debido al uso de moldes metálicos. Dado que la pieza en blanco del producto está formada por la máquina de inyección, la eficiencia de producción mejora considerablemente, el costo de producción se reduce y la consistencia y repetibilidad del producto moldeado por inyección son buenas, lo que proporciona una garantía para la industria a gran escala y a gran escala. producción. Amplia gama de materiales aplicables y amplios campos de aplicación (acero a base de hierro, de baja aleación, de alta velocidad, acero inoxidable, aleación de válvula de gramo, carburo cementado).

Los materiales que se pueden utilizar para el moldeo por inyección son muy amplios. En principio, cualquier material en polvo que se pueda verter a alta temperatura se puede formar en partes mediante el proceso MIM, incluidos los materiales difíciles de mecanizar y los materiales de alto punto de fusión en los procesos de fabricación tradicionales. Además, MIM también puede realizar investigaciones de formulación de materiales de acuerdo con los requisitos del usuario, fabricar materiales de aleación en cualquier combinación y formar materiales compuestos en piezas. Los campos de aplicación de los productos de moldeo por inyección se han extendido a todos los campos de la economía nacional y tienen amplias perspectivas de mercado.

Proceso posterior a la fundición

1. Tratamiento térmico: recocido, carbonización, templado, templado, normalizado, templado superficial

2. Equipos de procesamiento: CNC, WEDM, torno, fresadora, perforadora, amoladora, etc.;

3. Tratamiento de superficie: pulverización de polvo, cromado, pintura, arenado, niquelado, galvanizado, ennegrecido, pulido, pavonado, etc.

Moldes y accesorios de inspección

1. Vida útil del molde: generalmente semipermanente. (excepto espuma perdida)

2. Plazo de entrega del molde: 10-25 días, (según la estructura del producto y el tamaño del producto).

3. Mantenimiento de herramientas y moldes: Zhongwei es responsable de las piezas de precisión.

Control de calidad

1. Control de calidad: la tasa de defectos es inferior al 0.1 por ciento.

2. Las muestras y la ejecución de prueba se inspeccionarán al 100 % durante la producción y antes del envío, la inspección de muestras para la producción en masa de acuerdo con los estándares ISDO o los requisitos del cliente.

3. Equipo de prueba: detección de defectos, analizador de espectro, analizador de imagen dorada, máquina de medición de tres coordenadas, equipo de prueba de dureza, máquina de prueba de tracción.

Solicitud

(1) Computadora y sus instalaciones auxiliares: tales como piezas de impresora, núcleos magnéticos, percutores, piezas de accionamiento, etc.;

(2) Herramientas: tales como brocas, cabezales de corte, boquillas, brocas, fresas en espiral, punzones, llaves de tubo, llaves, herramientas eléctricas, herramientas manuales, etc.;

(3) Electrodomésticos: como cajas de relojes, cadenas de relojes, cepillos de dientes eléctricos, tijeras, ventiladores, cabezales de golf, eslabones de joyería, abrazaderas para bolígrafos, brocas para herramientas de corte y otras partes;

(4) Piezas de maquinaria médica: como marcos de ortodoncia, tijeras, pinzas, etc.;

(5) Piezas militares: cola de misil, piezas de armas, ojivas, cubierta de drogas, piezas de espoleta, etc.;

(6) Piezas eléctricas: embalaje electrónico, micromotores, piezas electrónicas, dispositivos sensores, etc.;

(7) Partes mecánicas: tales como máquinas para aflojar algodón, máquinas textiles, máquinas prensadoras, maquinaria de oficina, etc.;

(8) Piezas de automóviles y marinas: como el anillo interior del embrague, el manguito de la horquilla, el manguito del distribuidor, la guía de la válvula, el cubo síncrono, las piezas de la bolsa de aire, etc.

En la aplicación de engranajes de plástico para amoladoras de pie eléctricas, los plásticos de ingeniería especiales WintoneZ33 de Suzhou Wintone Engineering Plastics para engranajes silenciosos y resistentes al desgaste pueden ayudarlo a resolver los problemas de resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga insuficientes y al ruido relativamente alto del POM y el nailon convencionales. materiales de engranajes.

Como plástico de ingeniería fuerte y resistente al desgaste, WintoneZ33 tiene las características más notables en aplicaciones de engranajes: resistente al desgaste, silencioso, resistente a la corrosión, duro y no se ve afectado por la humedad.

En comparación con POM y PA66 tradicionales, WintoneZ33 tiene las ventajas de una caja de cambios de reducción en miniatura, varilla de empuje eléctrica, engranaje EPS del sistema de dirección del automóvil, engranaje masajeador, leva del motor de gasolina, engranaje del motor montado en la mitad de la bicicleta eléctrica, etc. Mejor resistencia al desgaste, silencio, elasticidad, resistencia a la fatiga y resistencia a la deformación, Z33 mejora aún más la elasticidad y la tenacidad mientras mantiene una buena rigidez (este excelente rendimiento mecánico es a -40 grados Celsius, 0 grados y se puede mantener y reflejar a 80 grados) , que puede ayudar a resolver el problema de los dientes rotos del engranaje y, al mismo tiempo, reducir en gran medida el ruido de fricción. Después de la aplicación, WintoneZ33 también es mejor que muchos POM y PA66 modificados resistentes al desgaste (como el PTFE). , silicona o disulfuro de molibdeno modificado).

En la aplicación de engranajes resistentes al desgaste y silenciosos de cajas de engranajes de reducción en miniatura, Z33 tiene mejor resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga que el PA12 y TPEE (material Hai Cui) tradicionales, y también puede ayudar a resolver el problema del par a veces insuficiente de PA12 y TPEE. . Y el Z33 tiene una mejor ventaja de costos.

Además, Z33 tiene buena resistencia a la corrosión y se puede utilizar en entornos hostiles expuestos a diversos productos químicos en muchos escenarios, como engranajes de equipos de PCB, engranajes en maquinaria textil de impresión y teñido, anillos de retención y anillos de sellado para sistemas hidráulicos, etc., con éxito reemplace el costoso PEEK, PA12, PVDF, PTFE, PA46, algunas áreas de aplicación de TPEE. Además, Z33 tiene poca absorción de humedad y el rendimiento general se ve poco afectado por la humedad. No es necesario hornear todo el paquete de Wintone Z33 antes del moldeo por inyección, se puede inyectar directamente y no se requiere tratamiento de agua después del moldeo por inyección.