Nowoczesne metody

metalurgii proszków

Metal injection moulding (MIM)-

formowanie wtryskowe

Metoda ta pozwala na wytwarzanie wyrobów:
•O zróżnicowanych wymiarach, zarówno dużych jak i małych
•O bardzo złożonych kształtach
•Z wykorzystaniem praktycznie dowolnych materiałów – metali,
ceramiki, kompozytów

Surowiec

Kształt: sferyczny lub do niego zbliżony; wielkość:
poniżej 20µm; bez skłonności do aglomeracji; o
dużej zagęszczalności; nie tworzący toksycznych
związków w kontakcie z lepiszczem

Mieszanie

Proszku z termoplastycznym lepiszczem

Formowanie

Mieszanina jest wtryskiwana do formy (podobnej do
wtrysku tworzyw) i formowana jest tzw. „zielona”
część

Usuwanie lepiszcza

Częściowe usunięcie lepiszcza – tzw. „brązowa”
część

Spiekanie

Usuwanie pozostałości polimerów lepiszcza; dyfuzja
międzycząstkowa

Gotowy wyrób

Po spiekaniu części nie wymagają żadnych
dodatkowych operacji

MIM - proces

wytwarzania

Zalety MIM

Złożone kształty wyrobów ; większe możliwości niż przy odlewaniu
precyzyjnym lub klasycznej technologii MP

Niższe koszt; eliminacja procesów obróbki mechanicznej

Wysoka dokładność wykonania; +/- 0.001~0.002" per inch.

Wysoka gęstość; 97.5-99.5%.

Wysokie własności mechaniczne; wytrzymałość, wydłużenie, twardość

Porównanie możliwości odlewania precyzyjnego i MIM

Własności

odlewanie precyzyjne

MIM

Min. Średnica otworu

2mm

0.4mm

Max. Głębokość ślepego otworu o

φ 2mm

2mm

20mm

Min. grubość ścianki

2mm

<1mm

Max. grubość ścianki

Bez ograniczeń

5mm

Tolerancja dla wymiaru 14mm

+/- 0.2mm

+-0.06mm

Chropowatość powierzchni Ra

5µm

4µm

MIM- typowe materiały

Grupa

Stop

Opis

Ciężkie stopy
wolframu

W-Ni-Fe
W-Ni-Cu

wysoka gęstość (max 18.5g/cm

3

), mały współczynnik

rozszerzalności, duża sztywność. Zastosowanie:
wyposażenie wojskowe, wagi balansowe, osłony
radiologiczne.

Stopy
wolframu i
miedzi

W-Cu

Wysoka przewodność cieplna, niska odkształcalność,
duża odporność na zużycie, znakomita przewodność
elektryczna.

Stale
nierdzewne

Stale
nierdzewne

Odporność na korozję. Narzędzia medyczne, części
zegarków, części samochodowe.

Cermetale

Wegliko-
azotki tytanu

Wysoka odporność na zużycie, korozję i utlenianie.

Węgliki

WC

Wysoka odporność na zużycie i obciążenia dynamiczne,
wysoka wytrzymałość i twardość.

Materiały
magnetycznie
miękkie

Ni-Fe

Niskostratne materiały magnetyczne o wysokiej
przenikalności.

Materiały o
kontrolowanym
wydłużeniu i
materiały
uszczelniające

Ni-Cu

Jednorodne materiały o niskiej rozszerzalności
cieplnej.

Złożone materiały
wysokiej gęstości

W-Nylon

Wysoka gęstość (zbliżona do gęstości ołowiu 11.0
g/cc); nietoksyczne. Zastępują Pb w wagach i
osłonach radiacyjnych.

Zastosowanie

w rozwiązaniach gdzie wymaga się złożonego kształtu i

wysokich własności (wytrzymałość, przenikalność

magnetyczna, odporność na wysokie temperatury i korozję,

przewodność cieplna) a polimery oraz lekkie stopy nie

mogą zapewnić wymogów.

• Przeciwwagi
• Elementy mikroelektroniczne
• Sensory i rozruszniki samochodowe
• Narzędzia ręczne
• Elementy rozpraszające ciepło w komputerach
• Narzędzia wiertnicze
• Kije golfowe
• Łączniki elektryczne
• Implanty biomedyczne
• Elementy samolotów oraz silników

Przykłady

CIM - ceramic injection moulding

Mrówka i kapilara

Igła i klin

CIM wykorzystuje proszki, kształtowanie wtryskowe i spiekanie dla uzyskania
wyrobów o skomplikowanych kształtach wykonanych z materiałów o bardzo
wysokiej twardości. Możliwe jest również otrzymywanie wyrobów z różnych
materiałów i uniknięcie procesu ich łączenia.

Proces CIM

Proszek (ważny
kształt i wielkość
cząstek) jest
mieszany z
lepiszczem

Automatyczny
wtrysk do formy
( wysoka
dokładność i
odporność na
zużycie
elementów)

Automatyczny
system badań
jakości wyrobu w
czasie
rzeczywistym

Usuwanie
lepiszcza
przez
odparowa
nie i
reakcje

egzoter
miczne

HIP