Технологии термической обработки металлов

MIM технология — литьё и спекание

Автор: Алексей Петров

Опубликовано 16.09.2016

Горизонтальная ретотная печь в духэтажном исполнении

MIM (Metal Injection Molding) - Заливка металла в форму под давлением методом впрыска.

В данной статье будет представлен обзор MIM технологии и примеры термических установок производства фирмы WMU GmbH, применяемых на этапе спекания деталей, полученных MIM.

Благодаря технологии MIM комбинируются преимущества заливки искусственных материалов в форму под давлением путем впрыска, которые известны из порошковой металлургии (обработка более требовательных, сложных, иногда даже не пригодных для литья конструктивных материалов).

Благодаря этой технологии становиться возможным серийно выпускать сложные, готовые к монтажу формованные детали из металла с высокой точностью воспроизведения, а также с самыми разными свойствами материала.

Технологическая цепочка получения годной детали состоит из выбора исходного материала, состоящего из металлического/керамического порошка и связующих компонентов, дальнейшего предварительного спекания (удаление связующего материала) и до окончательного спекания.

Процесс MIM представляет собой следующую технологическую цепочку:

1. Получение детали-полуфабриката

На этом этапе производится заливка исходной смеси (порошок и связующий компонент) в форму под давлением методом впрыска. В результате получают полуфабрикат, который имеет геометрические размеры исходной пресс-формы. Полученная литьем под давлением формованная деталь имеет содержание связующего около 8-12 % по весу.

Характеристики полученных деталей:

- высокая плотность 96 - 97%,

- однородное распределение порошка,

- никакой регулировки распределения порошка

Эти качества ведут к равномерному по всем направлениям сжатию и высокой плотности детали, для получения газоплотных спеченных деталей.

2. Удаление связующего материала (предварительное спекание)

Через выделение первых связующих компонентов из «сырой» детали/полуфабриката получают неспеченную пористую деталь. Технология удаления связующего материала в большой степени влияет на получение дальнейших качеств спеченной детали. Плохое удаление связующих компонентов может привести к неточностям в размерах, геометрии и механических свойствах.

3. Спекание – получение готовой детали

В результате спекания получают деталь с полностью удаленными связующими компонентами и упроченную спеканием с заданными размерами и допусками. Деталь практически без доработок готова к монтажу.

Характеристики:

- соблюдение точных допусков,

- плотность 96 - 97% теоретической плотности,

- круглая, отделенная друг от друга, равномерно распределенная структура

- стойкость к образованию трещин из-за микропор.

Области применения технологии MIM

В настоящее время все большим спросом пользуются комплексные 3D – формованные детали небольшого размера из металлических и керамических материалов.

Технология MIM как никакая другая технология подходит для получения таких деталей, и поэтому становится все более востребованной.

Отрасль Виды деталей

автомобилестроение приводы и функциональные компоненты

медицинская техника хирургические инструменты

оптическая промышленность механические детали

фурнитурная промышленность механические детали

бытовая электроника обслуживающие и ходовые части

электротехническая промышленность штепсельные контакты

ювелирная промышленность шестерни, элементы цепей, подвески и пр.

приборостроение магнитное применение

Преимущества технологии MIM

Технология MIM соединяет преимущества порошковой металлургии с преимуществами литья под давлением и механической обработки. Большое количество мелких деталей с дорогостоящей технологией производства, которые нельзя изготовить обычными технологиями, как например, фрезерование, точение, можно реализовать технологией MIM.

Технология MIM предлагает максимальную заложенную точность воспроизведения. Это значит, что такие параметры как соблюдение размеров, твердость, механические свойства будут гарантированы также и при выпуске большого количества деталей. Изменения свойств деталей легко реализуемы путем изменения состава исходного порошка.

Преимущества по сравнению с обычной техникой горячего прессования:

- большие возможности формования

- высокая плотность элементов

- лучшие механические и физические свойства

Преимущества по сравнению с прецизионным литьем:

- существенно более точные допуски изготовления

- лучшее качество поверхности

- возможность изготовления более тонкостенных деталей и меньших отверстий

- лучше для серийного производства

Материалы, используемые в технологии MIM

Обуславливаясь родством с порошковой металлургией, существует огромный выбор материалов.

1. Стали и сплавы на основе железа:

Низколегированная сталь
Коррозионностойкая в кислотных средах сталь
Инструментальная сталь
Особые сорта стали

2. Цветные металлы:

Базовые материалы меди / сплавы
Тяжелые металлы
Твердые сплавы
Легкие металлы

3. Керамические материалы

Модификации состава материала сплава не представляет большой проблемы путем корректировки состава исходного порошка.

Оборудование, используемое в процессе технологии MIM

1. Заливка металла в форму под давлением методом впрыска

Заливка металла в форму под давлением методом впрыска производиться современными литьевыми машинами (термопластавтоматами). Литьевые машины различаются по исполнению и размерам и обычно включают погрузочные устройства и системы подачи и выгрузки.