Anwendung der Metallpulver-Spritzgießtechnologie in der Hartlegierungsproduktion

Datum:[2024/1/18]

Metal Powder Injection Molding (MIM) ist eine neue Art von Pulvermetallurgieprozess, entwickelt auf der Grundlage der traditionellen Pulvermetallurgie und Kunststoff-Injektionsverfahren. Das Verfahren umfasst das Mischen von Metallpulver und organischem Bindemittel, um bei einer bestimmten Temperatur ein Futter mit einer bestimmten Fließfähigkeit zu erhalten, es in den Formhohlraum auf der Spritzgießmaschine zum Formen einzuspritzen und dann den Produktrohling zu verbinden und zu sintern, um das Produkt zu erhalten; Anschließend werden Polieren, Wärmebehandlung und oberflächenchemische Behandlung nach Bedarf durchgeführt, um das Endprodukt zu erhalten.
In traditionellen harten Legierungen wird Kompressionsformen im Allgemeinen zum Formen verwendet. Aufgrund der Einschränkungen von Formen und Formverfahren können nur Produkte mit einfachen Formen und Einzelstrukturen hergestellt werden. Bei Produkten mit komplexen Strukturen, Formen oder speziellen Formanforderungen können sie nur durch Nachbearbeitung fertiggestellt werden. Aufgrund der hohen Härte, Festigkeit und Verschleißfestigkeit harter Legierungen bringt es große Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung harter Legierungen und erhöht die Bearbeitungskosten erheblich.
Die Anwendung der MIM-Technologie bei der Herstellung von Hartlegierungen hat die Grenzen von Hartlegierungen in der Umformung stark verändert. Diese Methode erbt nicht nur die Vorteile herkömmlicher pulvermetallurgischer Produktionsprozesse mit wenigen, keinen oder wenigen Schnitten, sondern überwindet auch die Mängel niedriger Materialdichte, unebener Materialien, Schwierigkeiten bei der Formung von Strukturen, komplexen Formen und dünnwandigen Produkten. Gleichzeitig kann es die Produktgenauigkeit gut kontrollieren, fertige oder nahe geformte Produkte mit guter Produktkonsistenz und ausgewogener Leistung erhalten und dadurch die Produktionskosten erheblich senken. Besonders geeignet für die Herstellung von Produkten mit großen Stückzahlen, komplexen Strukturen und speziellen Anforderungen.
MIM-Verfahren aus harter Legierung
1. Rohstoffe:
(1) Pulver: Aufgrund der Besonderheit der MIM-Technologie beträgt die Partikelgröße von Legierungspulver 20 μ Unter m, um die Fließfähigkeit der Zufuhrinjektion zu verbessern und den Rohstoff gleichmäßig zu machen.
(2) Organisches Bindemittel: MIM erfordert Legierungspulverpartikel, um Fließfähigkeit und Schmierfähigkeit während der Futtermittelinjektion zu haben, und erfordert auch Legierungsproduktrohlinge, um ausreichende Festigkeit zu haben. Daher ist es erforderlich, dass das Bindemittel eine gute Schmierfähigkeit, eine angemessene Viskosität, einen niedrigeren Schmelzpunkt, einen breiteren Pyrolysetemperaturbereich aufweist, leicht zu entfetten ist und nicht chemisch mit Legierungspulver reagiert.
2. Prozessablauf:
Metallpulver und Bindemittel →  Mischen →  Fütterung →  Spritzgießen →  Extraktion →  Entbinden, Sintern →  Nachbehandlung →  Fertigprodukt.
Die Gleichmäßigkeit der Futtermittelzusammensetzung ist der Hauptfaktor, der die Futtermittelleistung beeinflusst. Es beeinflusst nicht nur die Fließfähigkeit des Vorschubs, sondern hat auch einen erheblichen Einfluss auf die Materialgleichmäßigkeit und die mechanischen Eigenschaften von Legierungsprodukten. Daher ist die Fütterung ein wichtiger Prozess in MIM. Durch Mischanlagen wird Hartlegierungspulver gleichmäßig mit organischen Bindemitteln gemischt, um eine gut fließende Zuführung zu bilden.
Der Einfluss von Spritzgießtemperatur, Spritzdruck, Formgenauigkeit und Vorschubschrumpfkoeffizient (durch Anpassung des Bindemittelgehalts und der Einspritzprozessparameter) auf die Genauigkeit des Rohlings ist signifikant. Daher ist die Kontrolle dieser Faktoren entscheidend, um hochpräzise Endprodukte zu erhalten.
Der Bindergehalt von Hartlegierungsrohlingen, die durch MIM-Technologie hergestellt werden, liegt im Allgemeinen zwischen 4,2% und 7,2%. Vor dem Sintern ist es notwendig, das organische Bindemittel durch einen bestimmten Entbindungsprozess aus dem Rohling zu entfernen, um Defekte wie Blasen und Risse zu vermeiden, die während des Sinters auftreten und Abfall verursachen können. Das Sintern ist einer der wichtigen Prozesse bei der Herstellung von Hartlegierungen, der einen wesentlichen Einfluss auf die Struktur und Eigenschaften von Hartlegierungsprodukten hat. Im MIM-Sinterprozess sollten verschiedene Sinterprozesse entsprechend unterschiedlicher Qualitäten, Bindersystemen und Legierungszusammensetzungen angenommen werden.
2,Leistung der harten Legierung MIM Produkte
Das MIM-Verfahren wird angewendet, um harte Legierungsprodukte herzustellen, und seine mechanischen Eigenschaften erfüllen die entsprechenden metallurgischen Standardanforderungen für harte Legierungsleistung (YS/T400-94), die die Verwendungsanforderungen des Kunden erfüllen. Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften einiger gängiger Qualitäten von Hartlegierungs-MIM-Produkten sind in Tabelle 1 dargestellt.
3,Anwendungsbeispiele
1. Düsen, Spritzpistolen:
Die Düse und die Spritzpistole für Ölfeldanwendung mit dem Hartlegierungspulver der Serie WC Ni Co sind in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Kohlenstoffreiches WC-Pulver wird verwendet, und das Bindersystem nimmt ein ölbasiertes Mehrkomponenten-Bindersystem an.
2. Teile für Mobiltelefone:

Die Mobiltelefonteile, die durch Wolframlegierung Pulverspritzguss gebildet werden, werden in Abbildung 3 gezeigt, was die Bearbeitungszeit reduziert, Kosten senkt und erhebliche Vorteile hat.

3. Tischteile:
Das integrale Hartlegierungsgehäuse, Pendel und Schnalle sind in Abbildung 4 dargestellt. Die Verwendung von WC TiC Ni Co und anderen Additiven, zusammen mit der Verwendung von paraffinbasierten Mehrkomponenten-Bindemitteln, erfüllt nicht nur die Anforderungen an die Materialleistung gut, sondern gewährleistet auch die Form- und Maßgenauigkeit des Produkts.
4. Schlussfolgerung
Die Anwendung der MIM-Technologie in der Hartlegierungsherstellung hat die Grenzen der traditionellen Hartlegierungsherstellung in Bezug auf das Formen stark verändert und ermöglicht die Massenproduktion komplexer geformter, strukturell komplexer und dünnwandiger Hartlegierungsprodukte. Da MIM eine nahezu netto formende Produktionstechnologie ist, reduziert es nicht nur das nachfolgende Verarbeitungsvolumen von Produkten erheblich und senkt die Produktionskosten von Hartlegierungen, sondern bietet auch Möglichkeiten, die Anwendungsbereiche von Hartlegierungen zu erweitern. MIM-Technologie, als aktive Spitzentechnologie in der neuen Fertigungsindustrie, wird die Aufmerksamkeit der Menschen und breite Anwendung erhalten.