MIM технологія

MIM (Metal Injection Molding) - Заливання металу у форму під тиском методом упорскування.

У цій статті буде представлено огляд MIM технології та приклади термічних установок виробництва фірми WMU GmbH, які застосовуються на етапі спікання деталей, отриманих MIM.

Завдяки технології MIM комбінуються переваги заливання штучних матеріалів у форму під тиском шляхом упорскування, які відомі з порошкової металургії (обробка більш вимогливих, складних, іноді навіть не придатних для лиття конструктивних матеріалів).

Завдяки цій технології ставати можливим серійно випускати складні, готові до монтажу формовані деталі з металу з високою точністю відтворення, а також з різними властивостями матеріалу.

Технологічний ланцюжок отримання придатної деталі складається з вибору вихідного матеріалу, що складається з металевого/керамічного порошку і компонентів, подальшого попереднього спікання (видалення сполучного матеріалу) і до остаточного спікання.

Процес MIM є наступним технологічним ланцюжком:

1. Отримання деталі-напівфабрикату

Характеристики отриманих деталей:

- Висока щільність 96 - 97%,

- однорідний розподіл порошку,

- ніякого регулювання розподілу порошку

Ці якості ведуть до рівномірного по всіх напрямках стиску та високої щільності деталі для отримання газощільних спечених деталей.

2. Видалення сполучного матеріалу (попереднє спікання)

Через виділення перших сполучних компонентів із «сирої» деталі/напівфабрикату отримують неспечену пористу деталь. Технологія видалення сполучного матеріалу великою мірою впливає наодержання подальших якостей спеченої деталі. Погане видалення сполучних компонентів може призвести до неточностей у розмірах, геометрії та механічних властивостях.

3. Спікання – отримання готової деталі

В результаті спікання отримують деталь з повністю віддаленими сполучними компонентами та зміцнену спіканням із заданими розмірами та допусками. Деталь практично без доопрацювань готова до монтажу.

- Дотримання точних допусків,

- густина 96 - 97% теоретичної густини,

- кругла, відокремлена одна від одної, рівномірно розподілена структура

- стійкість до утворення тріщин через мікропор.

Області застосування технології MIM

В даний час все більшим попитом користуються комплексні 3D - формовані деталі невеликого розміру з металевих та керамічних матеріалів.

Технологія MIM як жодна інша технологія підходить для отримання таких деталей і тому стає все більш затребуваною.

ГалузьВиди деталей

автомобілебудування приводи та функціональні компоненти

медична техніка хірургічні інструменти

оптична промисловість механічні деталі

фурнітурна промисловість механічні деталі

побутова електроніка обслуговуючі та ходові частини

електротехнічна промисловість штепсельні контакти

ювелірна промисловість шестерні, елементи ланцюгів, підвіски та ін.

магнітне застосування приладобудування

Переваги технології MIM

Технологія MIM поєднує переваги порошкової металургії з перевагами лиття під тиском та механічної обробки. Велика кількість дрібних деталей з дорогою технологією виробництва, які не можна виготовити звичайними технологіями, наприклад,фрезерування, точення можна реалізувати технологією MIM.

Технологія MIM пропонує максимальну закладену точність відтворення. Це означає, що такі параметри, як дотримання розмірів, твердість, механічні властивості, будуть гарантовані також і при випуску великої кількості деталей. Зміни властивостей деталей легко реалізуються шляхом зміни складу вихідного порошку.

Переваги порівняно із звичайною технікою гарячого пресування:

- великі можливості формування

- Висока щільність елементів

- кращі механічні та фізичні властивості

Переваги в порівнянні з прецизійним литтям:

- значно точніші допуски виготовлення

- найкраща якість поверхні

- можливість виготовлення більш тонкостінних деталей та менших отворів

- найкраще для серійного виробництва

Матеріали, що використовуються у технології MIM

Обумовлюючись спорідненістю із порошковою металургією, існує величезний вибір матеріалів.

1. Сталі та сплави на основі заліза:

Низьколегована сталь
Корозійностійка в кислотних середовищах сталь
Інструментальна сталь
Особливі сорти стали

2. Кольорові метали:

Базові матеріали міді/сплави
Важкі метали
Тверді сплави
Легкі метали

3. Керамічні матеріали

Модифікація складу матеріалу сплаву не становить великої проблеми шляхом коригування складу вихідного порошку.

Устаткування, що використовується у процесі технології MIM

1. Заливання металу у форму під тиском методом упорскування

Заливання металу у форму під тиском методомупорскування вироблятися сучасними ливарними машинами (термопластавтоматами). Ливарні машини розрізняються за виконанням та розмірами і зазвичай включають навантажувальні пристрої та системи подачі та вивантаження.

2. Видалення сполучного матеріалу

Вибір типу устаткування видалення сполучних компонентів відбувається залежно від виду сполучного.

вакуум
водорозчинні сполучні
газова техніка (азот, аргон, водень, аміак, газові суміші)

Залежно від типу сполучного застосовуються різні типи печей.

Прохідна піч із транспортером
Камерна піч
Ретортна піч
Вакуумна піч

Ретортна піч

Горизонтальна ретортна піч

- область температур до 750 ° C

- захисні гази азот, аргон, до 100% водню, азотна кислота, газові суміші

- з прямим або непрямим швидким охолодженням

Горизонтальна ретортна піч у затишному виконанні

3. Спікання

Спікання може проводитись на різних установках залежно від матеріалу деталі

Прохідна піч із транспортером
Пекти з роликовим подом
Шахтна піч
Вакуумна піч

Пекти спікання високого вакууму

Графітова камера нагрівання

Корисний розмір: 1250 x 650 x 650 мм

Вага садка: 1600 кг

Номінальна температура: 1500 °C

Тиск охолоджуючого газу: 10 бар абс.

Робочий вакуум: 10^-5 мбар

Пекти спікання високого вакууму установка остаточної обробки

Графітова камера нагрівання

Робочий вакуум: 10^-5 мбар

Температура: макс. 1600 °C (стандарт 1350 °C)

Можлива експлуатація з воднем (опція)

Швидке охолодження 5 або 10 бар

Увімк. пристрій глибокого охолодження до -80 ° C (рідкий азот)