Technická keramika pro procesy vstřikování kovů

1. Úvod

Vstřikování kovů do formy (MIM) je pokročilá technika tváření kovů, která kombinuje výhody vstřikování plastů a práškové metalurgie. Tento proces umožňuje výrobu složitých kovových dílů s vysokou přesností a vynikajícími mechanickými vlastnostmi.

Zároveň se jedná o extrémně citlivý proces, který s sebou nese několik rizik a výzev, jež mohou ovlivnit kvalitu konečného produktu a efektivitu výroby. Nadměrná adheze, nerovnoměrné rozložení tepla a odstraňování pojiva a nerovnoměrné smrštění součásti. Tyto a mnoho dalších problémů lze eliminovat použitím technické keramiky.

2. Úvod do vstřikování kovů (MIM)

Vstřikování kovů (MIM) je výrobní technika, která zahrnuje vstřikování „suroviny“ do forem za účelem vytvoření součástí se složitými tvary a vysokou opakovatelností. Surovinou je směs práškového kovu a polymerního pojiva, které drží materiál pohromadě. Před použitím součástí je nutné pojivo odstranit a vnitřní struktura součásti zpevnit; toho se dosahuje tepelným zpracováním součástí procesy odstraňování pojiva a spékání v peci.

3. Kroky MIM

Odstraňování pojiva

Toto je proces odstraňování pojiva ze surového dílu. Toho lze dosáhnout buď katalyticky, kdy se pojivo odstraňuje pomocí kombinace katalytických přísad, rozpouštědel a vody, nebo tepelně, což vyžaduje tepelné zpracování v peci s modifikovanou atmosférou. Požadovaná metoda závisí na typu použité suroviny. Součásti, které tímto procesem prošly, se pak označují jako „hnědé“ díly. V závislosti na typu použité suroviny může být nutné chemické i tepelné odstraňování otřepů. Chemický proces odstraňuje většinu pojiva, zatímco tepelný proces odstraňuje zbývající pojivo, známé také jako „páteřní pojivo“. Tento proces se často označuje jako „odstraňování zbytkového pojiva“.

Spékání

Jedná se o proces tepelného zpracování kovových součástí vyrobených vstřikováním do formy (MIM), které byly nejprve odstraněny otřepy (bronzové díly). Cílem spékání je změnit vnitřní mikrostrukturu součástí, aby se zlepšila jejich celková hustota a v konečném důsledku pevnost. Toho se dosahuje zahříváním kovových dílů v peci v inertní atmosféře na teplotu přibližně o 20 % nižší, než je bod tání kovu, což umožňuje atomům difundovat skrz mikrostrukturu a slučovat se do hustších útvarů. Během spékání dochází ke smrštění kovových dílů, přičemž se jejich velikost zmenšuje o 15–22 % v závislosti na použitém kovu a konečné hustotě dílu. Teplotní profily, atmosféra a teplotní rovnoměrnost v peci během odstraňování otřepů i spékání musí být pečlivě kontrolovány, aby se zabránilo deformaci, prasklinám a bublinám. Inertní nebo redukční atmosféra je také důležitá pro zabránění oxidaci dílů.

4. Použití keramických desek v procesu vstřikování kovů (MIM)

Keramické desky se používají k přepravě dílů vyrobených v procesu vstřikování kovů ve všech fázích. Jejich použití pomáhá eliminovat mnoho problémů, se kterými se v procesu setkáváme.

• Porézní, ale hladký povrch - žádné lepení ani tavení pojiva, rovnoměrné smrštění dílu
• Desky vyrobené z porézní, vysoce čisté keramiky s obsahem 99,5 % oxidu hlinitého - rovnoměrné smrštění, žádné zabarvení, menší nebo žádná potřeba dalšího zpracování
• Poréznost činí materiál lehčím - je potřeba méně tepla

Díky vysoké odolnosti vůči teplotním cyklům a vysokým teplotám (1500 °C) lze pro přepravu, odstraňování pojiva a spékání použít jednu desku. To se promítá do úspory nákladů – pro každý proces nejsou potřeba žádné další nástroje.

Dlaždice lze řezat na libovolnou velikost, což umožňuje vytváření otvorů odpovídajících zpracovávanému produktu. Jsou řezané laserem, což znamená, že nejsou potřeba žádné další nástroje – další úspora nákladů.

Obr. 2 Keramické dlaždice

Obr. 3 Desky s prvky umístěnými v peci

Použití keramických desek v procesu vstřikování kovů přináší hmatatelné výhody. Umožňuje výrazně zvýšit efektivitu výroby snížením počtu vadných výrobků.

Pokud máte zájem o naši nabídku keramických dlaždic řezaných na individuální rozměry, kontaktujte nás.