Pembangunan Peralatan Pengacuan Suntikan Serbuk Logam

Pembangunan Peralatan Pengacuan Suntikan Serbuk Logam

Pengacuan Suntikan Logam(MIM) ialah bidang yang paling pesat membangun dalam metalurgi serbuk dan industri sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Ia adalah teknologi pengacuan berhampiran bersih serbuk metalurgi baharu yang dibentuk dengan menggabungkan teknologi pengacuan suntikan plastik moden yang canggih dengan teknologi metalurgi serbuk tradisional.

1, teknologi pengacuan MIM

Proses asas MIM ialah mencampurkan logam halus atau serbuk seramik secara seragam dengan pelekat organik untuk membentuk bahan reologi, menyuntik mesin suntikan canggih ke dalam rongga acuan dengan bentuk bahagian untuk membentuk kosong, dan menggunakan teknologi baru untuk mengeluarkan pelekat dan sinter untuk menjadikannya sangat padat menjadi produk. Jika perlu, pemprosesan pos juga boleh dilakukan. "Teknologi IHI bukan sahaja mempunyai kelebihan teknologi metalurgi serbuk konvensional seperti kecekapan pengeluaran yang tinggi, konsistensi produk yang baik, pemotongan kurang atau tiada, dan kecekapan ekonomi, tetapi juga mengatasi kekurangan produk metalurgi serbuk tradisional seperti ketumpatan rendah, bahan tidak sekata. , sifat mekanikal yang rendah, dan kesukaran membentuk bahagian kompleks berdinding nipis. Ia amat sesuai untuk pengeluaran dan pemprosesan kuantiti yang besar, saiz kecil, kompleks dan komponen logam dengan keperluan khas." Sejak pengindustrian teknologi proses ini pada pertengahan-1980, ia telah mencapai pembangunan pesat. Produk pengacuan suntikan telah digunakan secara meluas dalam industri maklumat komputer, industri kereta dan motosikal, peralatan perubatan dan kesihatan, perkakas rumah, instrumentasi, pembuatan jentera, kejuruteraan kimia, tekstil, industri pertahanan negara dan ketenteraan, dan bidang lain. Sehingga kini, ratusan syarikat di lebih 20 negara dan wilayah telah terlibat dalam pembangunan produk, penyelidikan dan penjualan teknologi proses ini. Akibatnya, teknologi pengacuan suntikan serbuk telah menjadi bidang teknologi canggih yang paling aktif dibangunkan dalam industri pembuatan baharu, yang dikenali sebagai teknologi perintis dalam bidang metalurgi serbuk dunia, yang mewakili hala tuju utama pembangunan teknologi metalurgi serbuk.

Ciri-ciri utama proses ini adalah seperti berikut:

(1) Teknologi proses ini menggunakan mesin pengacuan suntikan untuk menyuntik kosong produk untuk memastikan bahan memenuhi rongga acuan sepenuhnya, yang memastikan realisasi struktur kompleks bahagian tersebut. Ini tidak dapat dibandingkan dengan pemprosesan mekanikal tradisional dan teknologi metalurgi serbuk konvensional, dan merupakan asas yang kukuh untuk pembangunan teknologi pengacuan suntikan.

(2) Produk pengacuan suntikan mempunyai ketepatan dimensi yang tinggi, dan proses pengacuan suntikan boleh secara langsung membentuk komponen struktur berdinding nipis dan kompleks. Bentuk produk sudah boleh memenuhi atau mendekati keperluan produk akhir, dan produk tidak memerlukan pemprosesan sekunder atau hanya beberapa proses kemasan. Toleransi dimensi bahagian biasanya dikekalkan pada kira-kira ± 0.1 peratus hingga ± 0.3 peratus . Terutamanya untuk mengurangkan kos pemprosesan aloi keras yang sukar dimesin dan mengurangkan kehilangan pemprosesan logam berharga, ia amat penting.

(3) Berbanding dengan proses menekan serbuk tradisional, produk acuan suntikan mempunyai struktur mikro yang seragam, ketumpatan tinggi, dan prestasi yang baik.

2, Keperluan peralatan pensinteran berterusan

Dengan perindustrian berskala besar teknologi MIM, peralatan pengeluaran am dan pelbagai peralatan pengacuan suntikan logam khusus dalam metalurgi serbuk tradisional dan industri pengacuan suntikan telah digunakan secara meluas dalam pengeluaran industri pengacuan suntikan logam. Peningkatan keperluan perusahaan untuk kecekapan pengeluaran perindustrian, automasi peralatan, kesinambungan pemprosesan, dan prestasi peralatan telah menggalakkan proses perindustrian pengacuan suntikan logam. Pembangunan menyeluruh industri MIM memerlukan lebih banyak peralatan pengeluaran untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran perusahaan. Memilih dan menguasai pelbagai peralatan dengan betul dalam proses pengeluaran MIM boleh meningkatkan kualiti produk, output, dan produktiviti buruh, dan mempercepatkan pembangunan perindustrian.

Pada masa ini, proses pencampuran terutamanya menggunakan pengadun planet berkembar tradisional, penyemperit skru tunggal, penyemperit omboh, penyemperit skru berkembar, pengadun roda sipi, dan pengadun pendesak berbentuk z, yang boleh memastikan keseragaman dan kecekapan pencampuran.

Proses suntikan juga boleh menggunakan peralatan suntikan tradisional, seperti mesin pengacuan suntikan dwi gelung, mesin suntikan templat dwi, ​​mesin suntikan kurang rod, mesin suntikan automatik sepenuhnya, mesin pengacuan suntikan dinamik elektromagnet, dan lain-lain, yang dapat memenuhi keperluan teknikal dengan lebih baik. daripada pengisian.

Untuk proses penyahgris, kerana penyahgris adalah bidang yang tidak pernah terlibat sebelum ini dalam industri yang berkaitan, prinsipnya adalah: di bawah premis untuk memastikan bahagian yang diperolehi melalui pengacuan suntikan tidak berubah bentuk, pelbagai komponen dalam pelekat secara beransur-ansur berubah menjadi bahan gas atau cecair dengan peningkatan suhu, menggunakan prinsip perubahan fizikal dan kimia yang berterusan, untuk mengeluarkan kosong pengacuan suntikan, untuk mencapai tujuan mengeluarkan pelekat. Oleh itu, kedudukan proses ini dalam keseluruhan teknologi MIM adalah istimewa dan penting. Bahagian yang dicairkan hampir tiada kekuatan, dan sedikit getaran boleh menyebabkan kerosakan pada bahagian tersebut. Pada masa yang sama, pertimbangkan peringkat penyahgris dan pensinteran untuk meminimumkan sisa tenaga yang disebabkan oleh pemanasan berulang bahagian, dan pertimbangkan untuk menyepadukan proses tunggal tradisional seperti penyahgris, pensinteran dan rawatan haba ke dalam proses yang komprehensif. Ini boleh mengurangkan faktor pengeluaran yang tidak menentu, meningkatkan kualiti bahagian acuan, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.

Konsep peralatan pensinteran berterusan dilahirkan dengan pengenalan proses yang komprehensif. Untuk tidak mengalahkan China dalam persaingan antarabangsa yang sengit dan menduduki kedudukan utama dalam industri antarabangsa, adalah perlu untuk membangunkan teknologi MIM secara aktif, terutamanya untuk mengintegrasikan dan menyepadukan proses tunggal tradisional untuk membentuk proses bersepadu yang berkesan, dan untuk menjalankan penyelidikan dan pembangunan peralatan pemprosesan bersepadu secepat mungkin.

3, Peralatan pensinteran berterusan dan teknologi kawalannya

Sebilangan besar kajian nyahyah haba telah menunjukkan bahawa kunci kepada nyahyah haba adalah untuk mengawal suhu nyahyah pada peringkat suhu rendah (150~350 peratus) dan perlahan-lahan meningkatkan suhu (1~C/min), tanpa menghasilkan ubah bentuk atau kecacatan. Oleh itu, adalah perlu untuk memastikan bahawa relau penyahgris yang benar mempunyai kestabilan dan keseragaman suhu yang baik. Berbanding dengan nyahyah terma atmosfera, nyahyah terma vakum mempunyai tekanan vakum yang lebih rendah, yang kondusif kepada volatilisasi pengikat dan penghapusan produk penguraian. Oleh itu, kadar nyahyah adalah lebih tinggi daripada nyahyah haba atmosfera di bawah tekanan biasa. Disebabkan oleh ciri ini, terdapat perbezaan yang ketara antara penyahgris MIM dan proses lain yang berkaitan. Beberapa jenama peralatan pensinteran berterusan di pasaran diperkenalkan.

Terdapat dua jenis relau pensinteran dari segi operasi: menegak dan mendatar. Kelemahan relau pensinteran menegak adalah bahawa mereka cenderung sangat tidak sekata dalam suhu dengan kehadiran atmosfera; Terdapat juga sisihan suhu antara hujung melengkung badan penyimpanan relau pensinteran mendatar dan suhu dalaman, yang sangat mengurangkan kualiti produk tersinter.

Relau bersepadu penyahcairan dan pensinteran terdiri daripada enam bahagian berikut: sistem tangkapan, sistem vakum, sistem inflasi, sistem peredaran luaran, bahagian kawalan elektrik dan bahagian kawalan vakum. Badan relau menggunakan struktur yang disejukkan air sandwic, dan pelapik relau terdiri daripada selimut penebat luar beralun keluli karat kecil, selimut zirkonium, elemen pemanas dan perisai penebat dalaman beralun keluli tahan karat tahan suhu tinggi dari dalam ke luar . Perisai haba dalaman boleh menghalang pelepasan bahan lipid ke bahagian lain badan relau, dan mudah untuk dibersihkan. Relau menggunakan pintu tertutup tertutup, yang boleh menghalang kehilangan haba dan pelepasan lipid dengan berkesan. Sistem perangkap terdiri daripada perangkap cakera disejukkan air berbilang peringkat, tangki penyahgris, penapis berbilang peringkat dan injap permulaan. Bahan lipid boleh mengalir dengan lancar ke dalam tangki penyahgris. Sistem vakum terdiri daripada sistem vakum dua peringkat. Pam vakum ram berputar dan pam Roots boleh dipilih dan digunakan mengikut bahan produk dan tahap vakum yang diperlukan untuk nyahgris. Sistem inflasi boleh dihancurkan melalui tiga putaran kaca pada meter alir untuk mencapai peraturan aliran yang luas. Sistem peredaran luaran terdiri daripada kipas tertutup dan penukar haba, membolehkan penyejukan pantas. Sistem kawalan elektrik terdiri daripada sistem kawalan suhu relau, sistem kawalan vakum, sistem kawalan inflasi, dan sistem peredaran penyejukan. Suhu sebenar diukur dengan termokopel dan dibandingkan dengan suhu yang ditetapkan, dan kuasa pemanasan arus dan peralatan ditukar untuk mencapai kawalan suhu, membolehkan tiga zon pemanasan meningkat serentak. Semasa operasi, nyahyah haba vakum sentiasa memperkenalkan gas pelindung, membentuk perbezaan tekanan kecil antara relau dalam dan luar, mencapai aliran gas sehala, dengan berkesan mengelakkan pencemaran lipid badan pemanasan dan ubah bentuk relau dalam akibat perbezaan suhu yang berlebihan, Dengan perkembangan berterusan teknologi pengacuan suntikan logam, tahap teknikal nyahgris telah menjadi semakin luas, dengan Jerman membangunkan teknologi nyahgris pemangkin yang pesat. Teknologi ini memerlukan keperluan tinggi untuk relau nyahyah, memerlukan peralatan nyahyah kalis asid khusus, dan isu alam sekitar harus dipertimbangkan semasa mereka bentuk relau. Kekuatan bahagian selepas nyahgris dengan teknologi ini adalah sangat rendah dan mudah rosak (sebenarnya, kekuatan mana-mana bahagian yang nyahgris tidak tinggi); Dan sebelum pensinteran, akan sentiasa ada duri pelekat yang tinggal di tempat kosong. Dalam kes ini, mengurangkan pautan perantaraan produk memainkan peranan yang sangat penting dalam meningkatkan hasil produk.

Untuk mencapai operasi yang benar-benar berterusan antara penyingkiran pelekat, penyingkiran sisa pelekat dan proses pensinteran, Jerman telah membangunkan sistem penyahikatan dan pensinteran pemangkin MIM-MASTER. Sistem ini termasuk bahagian penyahikatan bermangkin, bahagian pensinteran berterusan dan peranti tambahan, termasuk pembakaran gas ekzos, peranti pengeringan perolakan gas, tali pinggang penghantar pintasan, sistem suntikan asid, kabinet kawalan elektrik dan sistem kawalan keseluruhan proses (PIC). Bahagian penyahgris bermangkin berterusan direka bentuk sebagai struktur tali pinggang mesh meredam menggunakan elemen pemanas Ni-Cr. Bahagian acuan suntikan logam diletakkan pada tali pinggang penghantar dan dipanaskan pada suhu tertentu dalam zon prapemanasan, supaya asid tidak terpeluwap pada bahan kerja apabila melalui tali pinggang penyahikatan. Apabila melalui tali pinggang penyahikatan, bahagian atas mengeluarkan pelekat di bawah tindakan gas pembawa (biasanya nitrogen) dan mangkin (asid nitrik yang biasa digunakan). Arah aliran atmosfera dalam relau adalah sangat penting. Dalam zon prapemanasan, arah aliran atmosfera adalah sama dengan arah pergerakan bahan kerja sehingga ia memasuki kebuk pembakaran gas ekzos. Semasa penyingkiran tali pinggang pelekat, arah aliran atmosfera dalam relau adalah bertentangan dengan arah pergerakan bahan kerja, memastikan bahagian yang pada dasarnya telah mengeluarkan pelekat boleh menemui kepekatan asid tertinggi. Saiz peranti pembakaran relau ini boleh menjadi lebih kecil daripada relau kelompok dengan kadar pengeluaran yang sama, kerana gas ekzos dijana secara berterusan di tengah-tengah keseluruhan proses penyingkiran, dan sejumlah besar gas ekzos tidak akan dijana dalam tempoh masa tertentu, seperti dalam relau kelompok. Peranti pembakaran direka bentuk sebagai struktur dua peringkat: pada peringkat pertama, gas bahan api, seperti gas asli, digunakan untuk berinteraksi dengan formaldehid (salah satu komponen gas ekzos) untuk membakar di bawah keadaan oksigen yang tidak mencukupi, Mengurangkan oksida nitrogen dan sisa asid nitrik; Pada peringkat kedua, baki formaldehid dan gas bahan api dicampur dengan udara berlebihan dan dibakar sepenuhnya untuk menghasilkan karbon dioksida dan air. Selepas melalui relau penyahgris, bahagian acuan suntikan logam dimasukkan ke dalam relau pensinteran berterusan melalui tali pinggang penghantar melintang yang dimeterai. Semasa proses mengeluarkan sisa pelekat dan pensinteran, bahagian harus mengelakkan getaran, jadi struktur penghantaran rasuk berjalan yang direka khas diguna pakai. Bahagian pensinteran terutamanya dibahagikan kepada tiga peringkat: pemanasan, pensinteran, dan penyejukan. Bahagian pemanasan bertanggungjawab untuk mengeluarkan baki pelekat dan pra tembakan. Gegelung Ni-cr digunakan sebagai elemen pemanas, dengan suhu maksimum umum 800 darjah . Tali pinggang pensinteran mempunyai fungsi pensinteran utama, dan elemen pemanasan ialah wayar, dengan suhu maksimum sehingga l600oC. Bahagian acuan suntikan serbuk logam disinter dalam suasana lengai atau mengurangkan, dan gas ekzos yang dijana semasa pengeluaran dilepaskan selepas pembakaran melalui timbunan ekzos yang terletak di bahagian populasi. Tali pinggang penyejuk direka bentuk sebagai struktur penyejukan air dua dinding, dan kadar aliran air penyejuk dan suhu boleh dilaraskan secara manual.

Walaupun kualiti pensinteran berkaitan dengan setiap proses, faktor yang paling penting ditentukan oleh keseragaman suhu dan kestabilan proses pensinteran. Oleh itu, peralatan pensinteran yang digunakan untuk pengacuan suntikan serbuk logam dikehendaki mempunyai keseragaman suhu yang sangat baik untuk mencapai pengecutan isotropik produk MIM, dengan itu mengurangkan ubah bentuk pensinteran dan meningkatkan ketepatan produk; Relau pensinteran dikehendaki mempunyai prestasi pengedap yang baik, kadar kebocoran udara yang rendah, dan memastikan suhu, tekanan dan suasana yang diperlukan untuk mencapai ketumpatan bahan pensinteran; Suhu yang tepat dan kawalan sensitif diperlukan untuk mencapai pengeluaran kelompok produk MIM yang stabil. Selain itu, masalah utama dengan relau pensinteran yang kini dihasilkan di China adalah ketepatan kawalan suhu yang rendah, yang menjadikannya sukar untuk menentukan proses pengeluaran yang stabil semasa proses pengeluaran. Relau pensinteran berterusan yang dihasilkan di Jerman berada di barisan hadapan industri dari segi ketepatan kawalan, tetapi terdapat juga kelemahan. Peralatan yang sangat automatik memerlukan operasi yang sangat standard. Ralat yang sedikit boleh melambatkan operasi keseluruhan peralatan, mengakibatkan kerugian yang besar. Di samping itu, bahan buangan lipid yang dijana semasa proses pensinteran penyahgris mudah dilekatkan pada pelbagai komponen dalam relau, yang juga boleh memberi kesan yang ketara ke atas prestasi peralatan. Secara keseluruhannya, walaupun relau pensinteran juga telah mencapai penyepaduan penyahgris dan pensinteran, masih terdapat masalah seperti fleksibiliti yang tidak mencukupi dalam kawalan suhu, tekanan tidak stabil dalam bahagian prapemanasan antara penyahgris dan pensinteran, dan tiada pertimbangan diberikan kepada kebolehlaksanaan penyepaduan dengan rawatan haba seterusnya.

Secara ringkasnya, matlamat ideal untuk peralatan pensinteran berterusan ialah:

(1) Mengintegrasikan proses tunggal tradisional untuk mencapai penyepaduan penyahgris, pensinteran, rawatan haba dan proses lain. Menambah bahagian fungsi rawatan haba untuk merawat secara langsung bahagian-bahagian selepas pensinteran boleh menjimatkan kos pengeluaran, mengurangkan kitaran pengeluaran dan memastikan kualiti pengeluaran.

(2) Realisasikan kawalan fleksibel suhu dan masa tinggal produk di kawasan penyahgris dan kawasan pensinteran suhu tinggi, yang boleh memenuhi keperluan pengeluaran pelbagai produk dengan keperluan proses yang berbeza, dan juga memperbaiki keadaan pengeluaran tertunda akibat kawalan tidak fleksibel .

(3) Meningkatkan kawalan automasi peralatan dan keupayaan pelarasan diri, meningkatkan kebolehpercayaan operasi peralatan, mengurangkan intensiti buruh pengendali dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.

4. Kesimpulan

Berdasarkan analisis proses pengacuan MIM dan ciri-ciri bahagian acuan suntikan serbuk, adalah perlu untuk mengintegrasikan proses tunggal tradisional seperti penyahgris, pensinteran, dan juga pemprosesan pasca ke dalam proses yang komprehensif. Struktur dan mod kawalan peralatan pensinteran berterusan diberikan.