Технічна кераміка для процесів лиття металу під тиском

1. Вступ

Лиття металу під тиском (MIM) – це передова технологія формування металу, яка поєднує переваги лиття пластмас під тиском та порошкової металургії. Цей процес дозволяє виготовляти складні металеві деталі з високою точністю та чудовими механічними властивостями.

Водночас це надзвичайно чутливий процес, що несе в собі низку ризиків та проблем, які можуть вплинути на якість кінцевого продукту та ефективність виробництва. Надмірна адгезія, нерівномірний розподіл тепла та видалення сполучної речовини, а також нерівномірна усадка компонентів. Ці та багато інших проблем можна усунути, використовуючи технічну кераміку.

2. Вступ до лиття металу під тиском (MIM)

Лиття металу під тиском (MIM) – це виробнича технологія, яка передбачає впорскування «сировини» у форми для створення компонентів складних форм та високої повторюваності. Сировина являє собою суміш порошкоподібного металу та полімерного сполучного речовини, що утримує матеріал разом. Перш ніж компоненти можна буде використовувати, сполучну речовину необхідно видалити, а внутрішню структуру деталі зміцнити; це досягається шляхом термічної обробки компонентів процесами видалення сполучної речовини та спікання в печі.

3. Етапи MIM

Видалення сполучної речовини

Це процес видалення сполучної речовини з необробленої деталі. Цього можна досягти каталітичним шляхом, коли сполучна речовина видаляється за допомогою комбінації каталітичних добавок, розчинників та води, або термічним шляхом, що вимагає термічної обробки в печі з модифікованою атмосферою. Необхідний метод залежить від типу використаної сировини. Компоненти, які пройшли цей процес, називаються «коричневими» деталями. Залежно від типу використаної сировини, може знадобитися як хімічне, так і термічне видалення задирок. Хімічний процес видаляє більшу частину сполучної речовини, тоді як термічний процес видаляє залишки сполучної речовини, також відомі як «основна сполучна речовина». Цей процес часто називають «видаленням залишків сполучної речовини».

Спікання

Це процес термічної обробки металевих компонентів, отриманих методом лиття під тиском (MIM), з яких попередньо видалено задирки (бронзові деталі). Метою спікання є зміна внутрішньої мікроструктури компонентів для покращення їхньої загальної щільності та, зрештою, міцності. Цього досягають нагріванням металевих деталей у печі в інертній атмосфері до температури приблизно на 20% нижче точки плавлення металу, що дозволяє атомам дифундувати через мікроструктуру та об'єднуватися у щільніші утворення. Під час спікання металеві деталі зазнають певної усадки, зі зменшенням розміру на 15-22%, залежно від використаного металу та кінцевої щільності деталі. Температурні профілі, атмосфера та однорідність температури в печі під час видалення задирок та спікання необхідно ретельно контролювати, щоб уникнути деформації, тріщин та бульбашок. Інертна або відновлювальна атмосфера також важлива для запобігання окисленню деталей.

4. Використання керамічних пластин у процесі лиття металу під тиском (MIM)

Керамічні пластини використовуються для транспортування деталей, виготовлених у процесі лиття металу під тиском, на всіх етапах. Їх використання допомагає усунути багато проблем, що виникають у процесі.

• Пориста, але гладка поверхня – відсутність прилипання або плавлення сполучного матеріалу, рівномірна усадка деталі
• Пластини з пористої кераміки з високочистого оксиду алюмінію 99,5% – рівномірна усадка, відсутність зміни кольору, менша або відсутня потреба в подальшій обробці
• Пористість робить матеріал легшим – потрібно менше тепла

Завдяки високій стійкості до температурних циклів та високих температур (1500°C) одну плиту можна використовувати для транспортування, зняття зв'язувального матеріалу та спікання. Це призводить до економії коштів – для кожного процесу не потрібні додаткові інструменти.

Плитки можна різати до будь-якого розміру, що дозволяє робити отвори відповідно до оброблюваного продукту. Вони вирізані лазером, а це означає, що не потрібні додаткові інструменти – ще одна економія коштів.

Рис. 2 Керамічна плитка

Рис. 3 Пластини з елементами, розміщеними в печі

Використання керамічних пластин у процесі лиття металу під тиском приносить відчутні переваги. Це дозволяє значно підвищити ефективність виробництва за рахунок зменшення кількості бракованої продукції.

Якщо вас зацікавила наша пропозиція щодо керамічної плитки, нарізаної за індивідуальними розмірами, будь ласка, зв'яжіться з нами.