مناقشة حول تكنولوجيا صب حقن مسحوق المعدن

مناقشة حول تكنولوجيا صب حقن مسحوق المعدن

يتكون قولبة حقن المسحوق (PIM) من صب حقن مسحوق المعادن (MIM) وصب حقن مسحوق السيراميك (CIM) جزأين ، وهي تقنية جديدة لإعداد أجزاء السيراميك ، وهي تقنية صب حقن البلاستيك في مجال تعدين المساحيق وشكلت تقنية معالجة الأجزاء الجديدة.

صب حقن مسحوق السيراميك (CIM) هو فرع من تقنيات صب حقن المسحوق الحديثة (PIM) ، والتي لها العديد من المزايا التقنية والتكنولوجية الخاصة: يمكن أن يكون الإنتاج الضخم سريعًا وتلقائيًا ، ويمكن التحكم في العملية بدقة ؛ بسبب قالب تعبئة التدفق ، فإن الكثافة الخضراء موحدة ؛ بسبب الحقن بالضغط العالي ، يزداد محتوى المسحوق في الخليط بشكل كبير ، ويتم تقليل انكماش المنتج الملبد ، ويكون حجم المنتج دقيقًا ويمكن التحكم فيه ، ويمكن أن يصل التفاوت إلى ± {{0}}. 1 في المائة ~ 0.2 في المائة ، والأداء متفوق ؛ لا توجد معالجة ميكانيكية أو معالجة دقيقة فقط ، تقلل من تكلفة التحضير ؛ يمكن أن يشكل شكلًا معقدًا ، مع ثقب متقاطع ، ثقب مائل ، سطح مقعر ومحدب ، خيط ، جدار رقيق ، يصعب قطع الأجزاء الخزفية ذات الشكل الخاص ، لديه مجموعة واسعة من آفاق التطبيق.

أولا ، عملية صب حقن مسحوق

تعريف

صب حقن مسحوق المعدن هو اختيار مسحوق المعدن وراتنج الموثق الذي يفي بالمتطلبات ، وخلط المسحوق والراتنج في بيليه حقن موحد عند درجة حرارة معينة. بعد التحبيب ، يتم تلبيد فراغ التشكيل الناتج وتكثيفه بعد معالجة إزالة الشحوم ، ويتم الحصول على المنتج النهائي.

هذا يختلف تمامًا عن قولبة الحقن التقليدية في ذلك المعدن أو مسحوق السيراميك المستخدم كمواد خام. نظرًا لضعف سيولة المسحوق نفسه ، من الضروري إضافة كمية كبيرة من المادة الرابطة عند درجة حرارة معينة لخلطها في تغذية متدفقة موحدة ، ثم عمل حجم موحد للجسيم.

خصائص التطبيق

1 ، تكلفة القالب عالية جدًا ، خاصة بالنسبة للإنتاج الضخم ، يجب تصنيع القالب بمواد مقاومة للتآكل عالية الصلابة ، وتكلفة المواد عالية جدًا ؛

2 ، تكلفة عالية للمكونات ، العديد من خطوات العملية ، متطلبات العملية العالية ؛

3 ، تستخدم بشكل رئيسي في شكل معقد ، يصعب معالجتها بطرق أخرى أو حتى لا يمكن معالجتها.

الثانية ، عملية المقارنة

الثالثة ، المواد الحبيبية

يشمل إعداد بيليه

مسحوق مسحوق معدني

الحجم الحبيبي لمسحوق المعدن المستخدم في عملية MIM بشكل عام هو 0 .5 ~ 20 ميكرومتر ؛ من الناحية النظرية ، كلما كان الجسيم أدق ، زادت مساحة السطح المحددة ، والتي يسهل تشكيلها وتلبيدها. تستخدم عملية تعدين المساحيق التقليدية مسحوقًا خشنًا أكبر من 40 ميكرومتر.

مادة لاصقة عضوية

يتمثل دور المادة اللاصقة العضوية في ربط جزيئات المسحوق المعدني ، بحيث يكون للخليط خصائص انسيابية وتزييت عند تسخينه في برميل آلة الحقن ، أي الناقل الذي يقود تدفق المسحوق. لذلك ، فإن اختيار المادة اللاصقة هو ناقل المسحوق الكامل. لذلك ، فإن اختيار الالتصاق هو مفتاح صب حقن المسحوق بالكامل. متطلبات المواد اللاصقة العضوية:

1. جرعة أقل وأقل مادة لاصقة يمكن أن تجعل الخليط ينتج ريولوجيا أفضل ؛

2. لا يوجد تفاعل ، لا يوجد تفاعل كيميائي مع مسحوق معدني في عملية إزالة المادة اللاصقة.

3. سهل الإزالة ، لا بقايا الكربون في المنتج.

إجمالي

يشير إلى وجود علاقة متوازنة بين المسحوق والموثق ، والنسبة المناسبة بين الاثنين هي المفتاح لتحديد نجاح أو فشل صب الحقن. يقلل استخدام مواد رابطة منخفضة الوزن الجزيئي من اللزوجة ويسهل تشكيلها. يجب أن تكون الجسيمات المؤهلة مسحوقًا موزعة بالتساوي في المادة الرابطة ، ولا يمكن أن تتكتل أو تحتوي على مسام ؛ سيؤدي التوزيع غير المتكافئ للمسحوق إلى عدم تناسق لزوجة الجزيئات. لا يفضي إلى التشكيل والتلبيد

(أ) الكثير من المواد اللاصقة ، ولزوجة الجسيمات الصغيرة ، والتلامس غير الكافي بين الجسيمات المعدنية ، والتشوه الخطير بعد إزالة الشحوم ، وحتى يؤدي إلى انهيار المنتج ؛

(ب) مادة رابطة قليلة للغاية ، لزوجة عالية للجسيمات ، يصعب حقنها ، سهلة تكوين المسام بعد إزالة الشحوم ، من السهل أن تؤدي إلى تكسير المنتج بعد التلبيد ؛

(ج) معايير الإضافة: يحدث تلامس نقطي بين جزيئات المسحوق ، وتلتصق جزيئات المسحوق ببعضها البعض دون ضغط خارجي ، وتملأ الفجوة في المنتصف بمادة لاصقة ؛

الرابعة ، المواد الحبيبية - الخلط

الخلط هو عملية خلط مسحوق المعدن مع مادة رابطة للحصول على حبيبات موحدة. نظرًا لأن خصائص الحبيبات تحدد أداء منتج القولبة بالحقن النهائي ، فإن خطوة الخلط مهمة جدًا.

عملية الخلط

(أ) يضاف المعدن أو مسحوق السيراميك المعالج بالسطح إلى المادة الرابطة ، ويتم خلط الاثنين بالتساوي للحصول على نظام مسحوق مركب ؛

(ب) يتم تسخين المسحوق المركب لإذابة المادة الرابطة ؛

(ج) يدخل الموثق السائل إلى كتلة جسيمات المسحوق من خلال العمل الشعري ، ويشحم جزيئات المسحوق ، ويتكتل الجسيمات تحت تأثير قوة القص اللولبي للحصول على تحلل كتلة الإمساك ، ويحافظ على الخلط المنتظم.

(د) إذا تأكسد مسحوق السبيكة ، مما أدى إلى فشل الخلط.

(هـ) لضمان انتظام الجسيمات ، تكون جزيئات المسحوق صغيرة أو غير منتظمة الشكل ، ويجب زيادة وقت الخلط وفقًا لذلك لتحقيق خلط موحد. يزداد وقت الخلط ، ويزداد انتظام الخليط ، ولكن الراتنج من السهل أن يتأكسد ويتحلل ، ويتم تقصير وقت الخلط قدر الإمكان تحت فرضية بعض المعادن أو التوحيد.

(و) يتم معالجة الكريات بعد الخلط بواسطة الكسارة أو آلة التحبيب (يتم تصنيعها بشكل عام في حوالي 3 مم من الجسيمات) في تغذية القولبة بالحقن.

خمسة ، حقن صب

صب الحقن تحت ضغط ودرجة حرارة معينة ، من خلال دفع المكبس أو اللولب ، وتوحيد التدفق ودرجة الحرارة للذوبان الحبيبي في تجويف القالب المملوء ، وتصلب المصهور وتبريده في ظل ظروف خاضعة للرقابة حتى يخرج قالب الحقن من تجويف القالب إلى تشكل شكلاً وبنية معقدة ثلاثية الأبعاد. تختلف هذه المرحلة تمامًا عن التشكيل بالضغط في علم المعادن التقليدي وتشبه عملية التشكيل في صناعة البلاستيك.

1. عند الحقن ، تكون الفوهة قريبة من مسار التدفق ، ويتم دفع المسمار إلى الأمام ، ويتم بثق أسطوانة التغذية بعد الضغط ، ويتم ملء تجويف القالب ؛ عندما يكون هناك تغذية كافية لملء تجويف القالب ، يتوقف المسمار عن الدوران. ملء القالب المثالي هو ملء تجويف القالب تدريجيًا على طول جدار القالب ، ويتطلب القضيب السميك أن يتقدم المسمار بشكل أسرع ، ويكون الجزء الرفيع هو العكس.

>معدل التعبئة كبير جدًا ، مما يؤدي إلى الحقن أو الفقاعات أو علامات اللحام أو التعبئة غير الكاملة (لا يمكن للهواء الهروب). (ضغط الحقن الكبير ومعدل ملء القالب ، انخفاض لزوجة التغذية كلها أسباب للحقن)

>ستؤدي سرعة الملء البطيئة جدًا إلى تبريد التغذية المبكر ، مما يؤدي إلى ملء غير كامل وإطلاق نار قصير. (يمكن أن يتسبب التحكم غير السليم في درجة حرارة حقن الحبيبات أيضًا في حدوث هذه الظاهرة)

2. عندما يصل المسمار إلى الفوهة العلوية ، فإن عملية ضغط التغذية هي عملية الحفاظ على الضغط. · ينتهي قولبة الحقن بإزالة فراغ التشكيل من القالب.

>يجب أن تكون درجة حرارة فتح القالب أقل من درجة الحرارة الحرجة المطلوبة للحفاظ على شكل الفراغ عند فك القالب.

>يجب أن يكون ضغط الفتح أقل من الضغط الكبير المطلوب لتحرير فراغ التشكيل دون الالتصاق.

>يجب أن يكون لضغط ودرجة حرارة فتح القالب نطاق معين ، ولا يمكن أن يتسبب في تشوه المنتج أو لصق القالب أو خدش القالب أو تشكيل فتحات الانكماش أو الانكماشات على سطح المنتج.

ستة ، إزالة الشحوم

تعتبر إزالة الشحوم خطوة فريدة في قولبة حقن مسحوق المعدن ، والتي تتطلب إزالة حوالي 30 بالمائة -50 بالمائة (جزء الحجم) من المادة الرابطة من القضبان ، وهي تختلف تمامًا عن إزالة كمية صغيرة من المواد الخافضة للتوتر السطحي في المسحوق التقليدي علم المعادن.

عمليتان أساسيتان

(1) التحلل الحراري ← عملية التفاعل الكيميائي للموثق ؛

(2) نقل غاز التحلل إلى سطح اللوح إلى الغلاف الجوي الخارجي ← الحرارة الفيزيائية وعملية نقل الكتلة.
7. تلبيد

عادةً ما يكون لمضغوط المسحوق المعدني التقليدي كثافة نسبية تزيد عن 90 في المائة قبل التلبيد ، ويحتاج التكثيف الكامل فقط إلى إزالة حوالي 10 في المائة من المسام. بعد إزالة الشحوم ، تكون الكثافة النسبية لقوالب الصب بالحقن بالمسحوق 60 في المائة فقط قبل التلبيد ، وطبيعة التلبيد هي تلبيد المسحوق السائب ، مما يزيد من الصعوبة. معايير نجاح تلبيد منتجات صب مسحوق المعادن بالحقن: لضمان دقة وأداء المنتج مع إمكانية التحكم والتكرار في الفرضية ، بحيث تفي كثافتها بالمتطلبات.

يحدث الانكماش الكبير في التلبيد ، وعلى الرغم من أن هذا الانكماش هو الغرض الرئيسي من التلبيد ، إلا أنه يؤدي أيضًا إلى التشوه. → عملية تشكيل التلبيد لضمان دقة المنتج

◆ التحكم في سرعة التسخين يمكن أن يعزز الأجزاء المدمجة.

1) التسخين البطيء يجعل انتشار السطح هو المسيطر في مرحلة تلبيد درجات الحرارة المنخفضة ، ولكن من الصعب تكثيف البليت أثناء استهلاك القوة الدافعة للتلبيد.

2) التسخين السريع إلى نطاق درجة حرارة معينة ، حيث يصبح انتشار الحجم نشطًا ، ويمكن للتدفئة السريعة التحكم في نمو الحبوب ، بينما تتطور المسام وتتقلص أيضًا.

يتم إنتاج المرحلة السائلة في التلبيد للمساهمة في تكثيف القضبان.

1) تزيد المرحلة السائلة من معدل نقل المواد ، مما يؤدي إلى تلبيد أسرع ؛

2) يمارس الطور السائل قوة شعيرية على الجسيمات ، والتي هي نفس الضغط الخارجي الكبير ؛

3) يمكن تشكيل المرحلة السائلة المرغوبة عن طريق صهر أحد المكونات.

◆ عملية التكلس

1) المرحلة الأولية: تلبيد تشكيل العنق والنمو ؛

2) المرحلة المتوسطة: ينمو عنق التلبيد ، ويشكل شبكة مسام متصلة بحدود الحبوب ؛

3) المرحلة النهائية: تصبح هندسة المسام أسطوانية ، ولا تترك سوى عدد قليل من المسام الصغيرة على حدود الحبوب.