Шприцоването на метален прах е метод на производство, който съчетава технология за леене под налягане на пластмаса и технология на праховата металургия, която може ефективно да произвежда метални части със сложна форма и висока{0}}прецизност, особено подходящи за продукти с фини структури и голямо търсене, като например зъбни колела. Основното му предимство е в постигането на геометрична сложност, която традиционната машинна обработка не може да се постигне чрез еднократно-формоване, като същевременно значително намалява материалните отпадъци и разходите за последваща-обработка, което го прави важен избор за замяна на рязане, прецизно леене и други процеси в съвременното производство.
1, Технически принципи и процес
Ключът към технологията MIM се крие в смесената система от метален прах и свързващо вещество, като обикновено се използва сферичен метален прах с размер на частиците по-малък от 20 микрона (като неръждаема стомана, легирана стомана, титаниева сплав и др.), смесен с термопластично свързващо вещество (като восък, полиетилен) в определена пропорция за получаване на течлив фураж. Инжектирайте захранващия материал в кухината на формата чрез инжекционна машина, за да оформите зелено тяло, което е в съответствие с дизайна на зъбното колело. Впоследствие по-голямата част от свързващото вещество се отстранява чрез процеси на обезмасляване (обезмасляване с разтворител, термично обезмасляване или каталитично обезмасляване) и след това металните частици се уплътняват във високо-температурна пещ за синтероване.
В сравнение с традиционната механична обработка на зъбни колела, MIM елиминира множество процеси като струговане, фрезоване и шлайфане. Например, ако спиралните зъбни колела в автомобилна скоростна кутия се обработват чрез рязане, те трябва да преминат през стъпки като грубо коване, груба машинна обработка, топлинна обработка и прецизно шлайфане. MIM може директно да формира зъбни профили, отвори за валове и дори текстури на повърхността, като изисква само малко количество прецизна обработка (като карбуризиране и закаляване), преди да могат да бъдат пуснати в употреба.
леене под налягане на метален прах
2, Типични приложения на комплексно формоване на зъбни колела
Микро зъбни колела: MIM е особено подходящ за производство на микро зъбни колела с модул от 0,2-1 мм. Традиционните процеси са трудни за обработка на такива малки структури поради ограниченията на инструментите, докато MIM може да се произвежда масово и да поддържа последователност.
Неправилни зъбни колела: За не-стандартни зъбни колела (като не-кръгли зъбни колела и комбинирани зъбни колела), MIM може да постигне интегрирано формоване. След формоването общата здравина се подобрява и се избягва рискът от заваръчна деформация.
Функционална интегрирана предавка: Инжекционното формоване с метален прах позволява интегрирането на допълнителни структури като фланци и издатини на предавката. Леглото на лагера е интегрирано със зъбното колело чрез MIM, намалявайки грешките при сглобяване и подобрявайки точността на трансмисията с 15%.
3, Технологични предимства и икономически ползи
Свобода на дизайна: MIM може да формира елементи като вдлъбнати страни, тънки стени (най-тънките 0,3 mm) и микродупки. Например, отворите за разсейване на топлината на зъбни колела на електрически инструменти могат да бъдат директно формовани във формата, елиминирайки разходите за последващо пробиване.
Контрол на разходите: Въпреки че разходите за разработване на мухъл са сравнително високи, разходите за отделна бройка значително намаляват по време на масовото производство.
Свойства на материала: Спечената предавка е близка до механичните свойства на изковките, с якост на опън от 500-1500MPa и може да отговори на специални изисквания като устойчивост на износване и устойчивост на корозия чрез регулиране на съотношението на сплавта.
С нарастването на търсенето на прецизни трансмисионни части в области като нови енергийни превозни средства и потребителска електроника, шприцването на метален прах ще продължи да замества традиционните методи за обработка и ще се превърне в еталонен процес за сложно производство на зъбни колела. С интегрирането на технологии като 3D печат и инспекция на качеството с изкуствен интелект границите на неговото приложение в областта на високо-производителните съоръжения ще бъдат допълнително разширени.