Metal enjeksiyon kalıplama işleminin adımları ve tasarım kuralları

Metal enjeksiyon kalıplama işleminin adımları ve tasarım kuralları

Metal enjeksiyon kalıplamaenjeksiyon kalıplama teknolojisi kullanılarak katı metal parçaların üretimini değiştiren geleneksel enjeksiyon kalıplamadır. Bu süreçte hammadde, metal ve polimerin toz karışımıdır. Bu nedenle, MIM bazen toz enjeksiyon kalıplama (PIM) olarak adlandırılır. Standart bir enjeksiyon kalıplama makinesi kullanılarak, toz eritilir ve kalıba enjekte edilir, burada soğutulur ve istenen parçanın şekline katılaştırılır. Sonraki ısıtma işlemi, istenmeyen polimeri uzaklaştırır ve yüksek yoğunluklu bir metal parça üretir. Metal enjeksiyon kalıplama, büyük miktarlarda küçük metal parçaların üretimi için uygundur. Enjeksiyon kalıplamadan farklı olarak, bu parçalar geometrik olarak karmaşık olabilir ve ince duvarlara ve ayrıntılara sahip olabilir. Metal tozu kullanımı, çeşitli demir ve demir dışı alaşımların kullanımına ve malzeme özelliklerinin (dayanım, sertlik, aşınma direnci, korozyon direnci vb.) dövme metalden yapılanlara yakın olmasını sağlar. Ayrıca, MIM işleminde (metal döküm işlemi dahil) metal eritilmediğinden, süper alaşım herhangi bir olumsuz etki olmaksızın takım ömrü için kullanılabilir. MIM'de yaygın olarak kullanılan metaller şunları içerir:

Düşük alaşımlı çelik;

paslanmaz çelik;

yüksek hız çeliği;

Demir direk;

kobalt alaşımı;

bakır alaşımı;

Nikel alaşımı;

Tungsten alaşımı;

Titanyum alaşımı.

MIM işleminden üretilen metal parçalar, havacılık, otomobil, tüketim malları, tıbbi diş hekimliği ve telekomünikasyon dahil olmak üzere birçok endüstride bulunur. MIM bileşenleri, cep telefonu aksesuarları, spor malzemeleri, elektrikli aletler, cerrahi aletler ve çeşitli elektronik ve optik cihazlarda bulunabilir.

Metal enjeksiyon kalıplama elektronik aksesuarları aşağıdaki adımları içerir:

MIM hammadde hazırlama

Hammadde hazırlama - ilk adım, metal ve polimerin toz karışımıdır. Burada kullanılan toz metal, geleneksel toz metalurji yöntemlerinde kullanılanlardan daha incedir (genellikle 20 mikron). Metal tozu, sıcak termoplastik bir bağlayıcı ile karıştırılır, soğutulur ve daha sonra üniform bir ham madde oluşturmak üzere granüle edilir. Elde edilen ham maddeler tipik olarak yüzde 60 metal ve yüzde 40 polimerdir (hacim).

MIM enjeksiyon kalıplama

Enjeksiyon kalıplama - Ham toz, plastik enjeksiyon kalıplama için kullanılan aynı ekipman ve araçları kullanır. Bu nedenle, kalıp boşluğu sinterleme parçasının tasarımı, büzülmeyi hesaba katarak yaklaşık yüzde 20 daha büyüktür. Enjeksiyon kalıplama döngüsünde, hammaddeler eritilir ve kalıp boşluğuna enjekte edilir, burada soğutulur ve parça şekline katılaştırılır. Kalıplanmış "yeşilin" bir kısmı çıkarılır ve ardından tüm flash belleği çıkarmak için temizlenir.

MIM yağdan arındırma

Yağ giderme - Bu adımda, metal polimer yapıştırıcı çıkarılır. Bazı durumlarda, ilk solvent yağ giderme işleminin "yeşil" kısmı, yapıştırıcının çoğunu çözmek için bir su veya kimyasal banyoya konur. Bu adımdan sonra (1 yerine) termal yağ giderme veya ön-sterleme gerçekleştirilir. Polimer yapıştırıcıyı buharlaştırma yoluyla çıkarmak için "yeşil" bir kısım düşük sıcaklıkta bir fırında ısıtılır. Sonuç olarak, kalan "kahverengi" metal kısım, hacim boyunca boş alanın yaklaşık yüzde 40'ını içerecektir.

MIM sinterleme

Sinterlemeden sonraki adım, yüksek sıcaklık fırınının (yüzde 95-99 ) "kahverengi" kısmında (yüzde 95-99) yüksek yoğunluklu bir metal parça üretmek için boş alanı yaklaşık yüzde 1-5 azaltmak için sinterlemedir ( 2500 dereceye kadar F). Fırın, inert bir gaz atmosferi kullanır ve metalin erime noktasının yüzde 85'ine yakın bir sıcaklık gösterir. Bu işlem deliği, malzemeden çıkarılır ve kalıplama boyutunun yüzde 75-85 kadar küçülmesine neden olur. Bununla birlikte, bu büzülme üniformdur ve doğru bir şekilde tahmin edilebilir. Elde edilen parça, orijinal kalıplanmış şeklin yüksek toleransını koruyor, ancak yoğunluk artık çok daha yüksek.

Sinterleme işleminin tamamlanmasından sonra, gerekli ikincil işlem, toleransı veya yüzey kalitesini iyileştirebilir. Bununla birlikte, bir döküm metalin bir parçası gibi, yeni işlevler eklemek, malzeme özelliklerini veya diğer bileşenleri iyileştirmek için bazı ikincil işlemler gerçekleştirilebilir. Örneğin, MIM parçası işlenebilir, ısıl işlem görebilir veya kaynaklanabilir.

Metal enjeksiyon kalıplama (MIM) tasarım kuralları:

Tasarım parçası MIM ile yapıldığında, enjeksiyon kalıplama için tasarım kurallarının çoğu hala geçerlidir. Ancak, aşağıdakiler gibi bazı istisnalar veya ekler vardır:

Duvar kalınlığı - tıpkı plastik enjeksiyon kalıplama gibi, duvar kalınlığı da en aza indirilmemeli ve tüm tek tip parça korunmalıdır. MIM işleminde cidar kalınlığının azaltılmasının sadece malzeme miktarını ve çevrim süresini azaltmakla kalmayıp aynı zamanda yağ giderme ve sinterleme süresini de azalttığını belirtmekte fayda var.

Taslak - Plastik enjeksiyon kalıplama vardır ve birçok MIM işletmesinin herhangi bir taslağa ihtiyacı yoktur. Toz malzeme versiyonunda, kalıplardan polimer yapıştırıcıların kullanılması çoğu enjeksiyon kalıplama polimerinden daha kolaydır. Ayrıca MIM parçaları, püskürtülmeden önce tamamen soğur ve kalıplama özelliği etrafında büzülür, çünkü metal tozu karışımının soğuması için daha uzun süre gerekir.

Sinterleme desteği - Sinterleme sırasında MIM bileşenleri, büzülebilecekleri için uygun şekilde desteklenmeli veya bükülmelidir. Parçaların düz yüzeyi aynı düzlemde tasarlanarak standart düz destek tablası kullanılabilir. Aksi takdirde, daha pahalı özelleştirilmiş braketler gerekebilir.