Аналіз типових дефектів лиття під тиском металевого порошку

Лиття під тиском металевого порошку (MIM) — це різновид методу формування, який вводить пластифіковану суміш, отриману шляхом змішування сполучної речовини та металевого порошку, у певну форму. Це нова технологія формування, розроблена шляхом поєднання порошкової металургії з полімерним литтям під тиском. Він особливо підходить для масового виробництва невеликих металевих виробів зі складною формою та великим споживанням, особливо точних металевих деталей зі складною структурою, невеликим об’ємом та спеціальними вимогами. Його важко обробляти традиційними методами обробки, а вартість обробки висока. Лиття під тиском металевого порошку може знизити вартість обробки.

Процес виробництва виробів для лиття під тиском металевого порошку (MIM) полягає в наступному: змішування порошку та сполучного, гранулювання, лиття під тиском, знежирення (піч для знежирення MIM), спікання (піч для спікання MIM), подальша обробка сформованих виробів. У процесі виробництва твердосплавних деталей MIM неправильний вибір матеріалу та контроль роботи на будь-якій ланці можуть спричинити дефекти твердосплавних деталей. Як уникнути таких дефектів?

1. Вибір порошку. На додаток до основних вимог щодо розподілу розмірів частинок і розміру частинок, порошкова металургія цементованого карбіду MIM також вимагає високої чистоти порошку, і порошок з домішками не може бути обраний. Якщо порошок змішати з сіркою, фосфором, кремнієм та іншими елементами, ці речовини будуть утворювати пори під час процесу спікання, викликаючи дефекти продукту.

2. Ланка комбікормового виробництва. Під час змішування порошку цементованого карбіду потрібна відповідна сполучна речовина. Під час змішування порошок цементованого карбіду та сполучна речовина повинні бути повністю змішані. Під час змішування необхідно суворо контролювати температуру, щоб уникнути випаровування та нерівномірного розподілу сполучного, щоб суміш мала хороші реологічні властивості та значення в’язкості після введення в корм, а також щоб уникнути дефектів у наступних ланках.

3. Процес формування зеленої заготовки. Це також ключова ланка у виробництві деталей з твердого сплаву. Щоб уникнути дефектів продукту, слід приділяти увагу розумному контролю температури прес-форми, кількості подачі, тиску впорскування, тиску витримки, часу витримки, швидкості впорскування тощо під час процесу впорскування, що може ефективно уникнути дефектів у зеленому вприскуванні. .

4. Ланка знежирення. У процесі знежирення, якщо піч для знежирення нагрівається занадто швидко, це спричинить тріщини в частинах з цементованого карбіду. Для знежирення можна використовувати метод поетапного підвищення температури.

5. Ланка спікання. Завдяки високій щільності цементованого карбіду вироби з нього під дією власної сили тяжіння легко деформувати під час рідкофазного спікання. Можна використовувати відповідні опорні пристрої. Для більших виробів як опорні пластини можна вибрати матеріали з еквівалентною усадкою. Крім того, час спікання рідкої фази слід максимально скоротити.

Нижче наведено поширені дефекти металевих порошкових формованих деталей.

1. Недостатнє вприскування: Недостатнє вприскування стосується неповного вприскування продуктів, викликане недостатнім тиском використовуваної машини для лиття під тиском або поганою текучістю використовуваних ін’єкційних матеріалів та іншими факторами, коли матеріали не заповнюють всю порожнину форми. Причинами недостатнього вприскування є погана текучість матеріалу, занадто мала товщина стінок виробів, занадто низька температура форми та занадто короткий час уприскування. Для вирішення проблеми можна вжити таких заходів, як покращення текучості матеріалу або зміна матеріалів, збільшення товщини стінки, підвищення температури прес-форми, збільшення тиску впорскування та подовження часу впорскування.

2. Лінія зварювання: під час процесу впорскування матеріали поділяються на кілька потоків у порожнині форми, а потім зближуються. На стиках можуть бути лінійні сліди, які є лініями зварювання і впливають на зовнішній вигляд і навіть механічну міцність виробів. Причини формування лінії зварювання полягають у тому, що тиск уприскування занадто низький, швидкість уприскування занадто повільна, температура матеріалу та температура прес-форми занадто низькі, а також є занадто багато ниток потоку матеріалу. Для вирішення проблеми можна вжити таких заходів, як підвищення тиску впорскування, прискорення швидкості впорскування, підвищення температури матеріалу та температури прес-форми, а також відповідне зменшення розділеного потоку.

3. Повітряні кишені. Під час процесу впорскування повітря в порожнині форми не може бути випущено вчасно. Його обгортають матеріалами або стискають до внутрішньої стінки форми для утворення кавітації, що спричиняє відсутність ін’єкції на поверхні виробу та впливає на якість зовнішнього вигляду та навіть на механічну міцність виробу. Початковими причинами кавітації є поганий вихлоп, невідповідне положення затвора, надто висока швидкість впорскування та занадто велика зміна товщини продукту. Для вирішення проблеми можна вжити таких заходів, як додавання вентиляційних отворів або поглиблення вентиляційних отворів, зміна положення затвора, відповідне уповільнення швидкості впорскування, подовження часу утримання тиску та уникнення різкої зміни товщини продукту.

4. Деформація. Деформація стосується згинання або скручування сформованих виробів після охолодження, що безпосередньо впливає на зовнішній вигляд і точність розмірів виробів і навіть спричиняє викид виробів. Причинами деформації є нерівномірне охолодження виробів, занадто гаряче і передчасне продавлювання виробів, занадто тонка і необґрунтована структура виробів, а також залишкові напруги всередині виробів. Для вирішення проблеми можна вжити таких заходів, як рівномірне охолодження каналу прес-форми, подовження часу витримки тиску, своєчасне підняття домкратом виробів, покращення товщини стінки та структури виробів, а також покращення умов формування.

Лиття під тиском металевого порошку (MIM) може формувати вироби з цементованого карбіду складної форми. З вирішенням проблем контролю дефектів і поступовим вдосконаленням технології MIM сфера застосування цементованого карбіду поступово розширюється, що значно сприяє розвитку всієї промисловості цементованого карбіду.