금속 사출 성형 공정의 단계 및 설계 규칙

금속 사출 성형 공정의 단계 및 설계 규칙

금속 사출 성형사출 성형 기술을 사용하여 단단한 금속 부품의 제조를 변경하는 전통적인 사출 성형입니다. 이 공정에서 원료는 금속과 폴리머의 분말 혼합물입니다. 이러한 이유로 MIM은 분말 사출 성형(PIM)이라고도 합니다. 표준 사출 성형기를 사용하여 분말을 녹여 금형에 주입하고 원하는 부품의 모양으로 냉각 및 응고시킵니다. 후속 가열 공정은 원치 않는 폴리머를 제거하고 고밀도 금속 부품을 생성합니다. 금속 사출 성형은 작은 금속 부품을 대량으로 생산하는 데 적합합니다. 사출 성형과 달리 이러한 부품은 기하학적으로 복잡할 수 있으며 얇은 벽과 디테일이 있습니다. 금속 분말을 사용함으로써 다양한 철 및 비철 합금의 사용이 가능하며, 재료 특성(강도, 경도, 내마모성, 내식성 등)이 단조 금속에 가깝습니다. 또한 MIM 공정(금속 주조 공정 포함)에서 금속이 녹지 않기 때문에 악영향 없이 공구 수명에 초합금을 사용할 수 있습니다. MIM에 일반적으로 사용되는 금속은 다음과 같습니다.

저합금강;

스테인레스 스틸;

고속도강;

철봉;

코발트 합금;

구리 합금;

니켈 합금;

텅스텐 합금;

티타늄 합금.

MIM 공정으로 제조된 금속 부품은 항공 우주, 자동차, 소비재, 의료 치과 및 통신을 포함한 많은 산업에서 볼 수 있습니다. MIM 구성 요소는 휴대폰 액세서리, 스포츠 용품, 전동 공구, 수술 기구 및 다양한 전자 및 광학 장치에서 찾을 수 있습니다.

금속 사출 성형 전자 액세서리에는 다음 단계가 포함됩니다.

MIM 원료 준비

원료 준비 - 첫 번째 단계는 금속과 폴리머의 분말 혼합물입니다. 여기에 사용되는 분말 금속은 전통적인 분말 야금 방법에 사용되는 것보다 더 미세합니다(보통 20미크론). 금속 분말을 뜨거운 열가소성 바인더와 혼합하고 냉각한 다음 과립화하여 균일한 원료를 형성합니다. 얻은 원료는 일반적으로 60% 금속과 40% 폴리머(부피)입니다.

MIM 사출 성형

사출 성형 - 원료 분말은 플라스틱 사출 성형에 사용되는 것과 동일한 장비 및 도구를 사용합니다. 따라서 몰드 캐비티 소결 부분의 설계는 수축을 고려하여 약 20% 더 큽니다. 사출 성형 사이클에서 원료는 용융되어 금형 캐비티에 주입되고 냉각되고 응고되어 부품 모양이 됩니다. 성형된 "그린"의 일부를 배출한 다음 청소하여 모든 플래시 메모리를 제거합니다.

MIM 탈지

탈지 - 이 단계에서는 금속 폴리머 접착제가 제거됩니다. 경우에 따라 첫 번째 솔벤트 탈지제의 "녹색" 부분을 물 또는 화학 수조에 넣어 대부분의 접착제를 용해시킵니다. 이 단계에서 (1이 아닌) 후에 열 탈지 또는 예비 소결이 수행됩니다. "그린"의 일부는 저온 용광로에서 가열되어 증발에 의해 폴리머 접착제를 제거합니다. 결과적으로 나머지 "갈색" 금속 부분은 체적을 통과하는 빈 공간의 약 40%를 차지하게 됩니다.

MIM 소결

소결 후 단계는 소결하여 빈 공간을 약 1-5퍼센트 감소시켜 고온로( 화씨 2500도까지). 용광로는 불활성 가스 분위기를 사용하며 금속 융점의 85%에 가까운 온도를 나타냅니다. 이 공정 구멍은 재료에서 제거되어 성형 크기의 75-85%로 부품이 감소합니다. 그러나 이 수축은 균일하며 정확하게 예측할 수 있습니다. 얻은 부품은 원래 성형된 모양의 높은 공차를 유지하지만 밀도는 이제 훨씬 더 높습니다.

소결 공정 완료 후 필요한 2차 작업을 통해 공차 또는 표면 마감을 개선할 수 있습니다. 그러나 주조 금속의 일부와 마찬가지로 새로운 기능을 추가하거나 재료 특성 또는 기타 구성 요소를 개선하기 위해 일부 2차 공정을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 MIM 부품은 가공, 열처리 또는 용접할 수 있습니다.

금속 사출 성형(MIM) 설계 규칙:

설계 부품이 MIM으로 만들어지면 사출 성형에 대한 대부분의 설계 규칙이 여전히 적용됩니다. 그러나 다음과 같은 몇 가지 예외 또는 추가 사항이 있습니다.

벽 두께 - 플라스틱 사출 성형과 마찬가지로 벽 두께가 최소화되어서는 안되며 전체 균일한 부분을 유지해야 합니다. MIM 공정에서 벽 두께를 줄이면 재료 양과 주기 시간이 줄어들 뿐만 아니라 탈지 및 소결 시간도 줄어듭니다.

초안 - 플라스틱 사출 성형이 있으며 MIM의 많은 기업은 초안이 필요하지 않습니다. 분말 재료 버전에서는 대부분의 사출 성형 폴리머보다 금형에서 폴리머 접착제를 사용하는 것이 더 쉽습니다. 또한 MIM 부품은 금속 분말의 혼합물이 냉각하는 데 더 오랜 시간이 필요하기 때문에 분사되기 전에 성형 피쳐 주변에서 완전히 냉각되고 수축됩니다.

소결 지원 - 소결 중에 MIM 구성 요소가 수축될 수 있으므로 적절하게 지원하거나 비틀어야 합니다. 동일한 평면에서 부품의 평평한 표면을 설계함으로써 표준 평면 지지 트레이를 사용할 수 있습니다. 그렇지 않으면 더 비싼 맞춤형 브래킷이 필요할 수 있습니다.