MIM을 탈지하는 방법은 무엇입니까?

MIM을 탈지하는 방법은 무엇입니까?

MIM 탈지란 플라스틱 사출과 같이 복잡한 형상의 제품을 만들기 위해서는 금속 분말에 왁스나 일부 플라스틱 성분과 같은 주사 가능한 재료를 첨가해야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 이러한 첨가제(또는 바인더)는 최종 제품에 필요하지 않으므로 성형 후에 이러한 바인더를 어떤 방식으로든 제거해야 합니다. 이 과정을 탈지(또는 탈랍)라고 합니다.

MIM 기술의 출현 이후 다양한 바인더 시스템을 사용하여 다양한 MIM 공정 경로와 탈지 방법이 형성되었습니다. 탈지 시간이 처음 며칠에서 현재 몇 시간으로 단축되었습니다. 탈지 단계와 관련하여 모든 탈지 방법은 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 2단계 탈지 방법입니다. 2단계 탈지 방법에는 용제 탈지 + 열 탈지, 사이펀 탈지 - 열 탈지 등이 포함됩니다. 1단계 탈지 방법은 주로 1단계 열 탈지 방법입니다. 현재 가장 발전된 방법은 Catamold 촉매 탈지 방법입니다. 다음은 몇 가지 일반적인 MIM 탈지 방법입니다.

1 Wiech 방식으로 탈지

Wiech 방식은 1980년 Wiech가 발명한 특허로 대표되며 여러 차례 개선되었습니다. Wiech(1), Wiech(2), Wiech(3) 방법이라고 할 수 있습니다. Wiech에서 사용하는 바인더는 하나 이상의 구성 요소를 포함하는 MIM에서 가장 일반적으로 사용되는 왁스 기반 바인더 시스템입니다. Wiech (1) 방법의 기본 공정은 먼저 MIM 성형 블랭크를 빈 용기에 넣고 바인더가 흐르는 온도 이상으로 가열 한 다음 가스 형태의 용매를 천천히 성형이 위치한 용기. 기체 용매는 바인더를 용해하기 위해 성형 블랭크에 들어갑니다. 바인더가 어느 정도 용해되면 성형 불량에서 바인더의 용매 용액이 스며 나옵니다. 기체 용매는 균열이나 파손 없이 대부분의 결합제를 제거할 수 있습니다. 대부분의 바인더가 제거된 프리폼을 액체 용매에 침지하여 바인더의 나머지 부분을 제거합니다. 가스 용제 탈지에 의해 형성된 기공 에너지 채널로 인해 침지 용제 탈지의 두 번째 단계가 매우 빠르며 균열 및 결함이 발생하지 않습니다. 마지막으로 예비 성형품을 예열하여 잔류 바인더와 용매의 일부를 제거하고 소결하여 완제품을 얻습니다. Wiech(1) 방법은 기체 용매로 탈지하는데 3일밖에 걸리지 않으며 탈지 효율이 매우 낮다. 그리고 탈지 온도가 바인더 유동 온도보다 높기 때문에 변형이 더 심각합니다. Wiech는 1981년 Wiech(3) 방법을 발명했습니다. 기본 공정은 MIM 프리폼을 불활성 가스 용기에 넣고 온도와 가스 흐름을 조정하여 프리폼 내의 바인더의 증기압을 압력보다 높게 만드는 것입니다. 바인더가 성형 과정에서 증발하여 용기의 대기로 들어갈 수 있도록 용기의 대기를 차단합니다. 용기 내부의 독립된 부분을 이용하여 바인더를 응축 및 포집하며, 응축 속도를 조절하여 바인더 제거 속도를 조절할 수 있습니다. 다성분 접착제의 경우 용기의 온도와 압력을 조정하여 선택적으로 점진적으로 증발시킬 수도 있습니다. 이 과정은 하루 이상 소요됩니다. Wiech는 1981년에 Wiech(2) 방법을 발명했습니다. 첫 번째 단계로 사이펀 탈지가 채택되었습니다. MIM 프리폼을 사이펀재 위에 놓고 200도까지 3시간 동안 천천히 가열하여 대부분의 바인더를 제거한 후, 프리폼을 대기 수소 분위기에서 약 3도/분 내지 약 800도의 속도로 퍼니스에 넣었다. 추가 탈지 및 사전 소결 정도. 전체 탈지 과정은 약 10시간이 소요되었습니다. 이러한 방식으로 Wiech는 실제로 첫 번째 단계로 용매 증기 탈지, 증발, 사이펀 탈지라는 2단계 탈지의 세 가지 형태를 사용하여 탈지 시간을 처음 3일에서 10시간으로 단축합니다. 그러나 다른 사람들에게는 몇 가지 단점이 있습니다. Wiech (1) 방법은 비효율적이며 성형 빌렛이 변형되기 쉽습니다. Wiech(2) 방식의 탈지로 내 대기압은 정밀하게 제어되어야 하고, 증발 방식은 분자량이 큰 바인더 성분에 적용하기 어렵다. Wiech(3) 방법은 무지개 응답 물질이 형성된 블랭크에 부착되어 형성된 블랭크를 오염시키는 문제점이 있다.

2 Injectamax 탈지

1988년 미국 AMAX 금속사출성형회사의 Johnson이 Injectamax 공법을 발명하였다. 이 공법의 가장 큰 장점은 탈지속도가 빠르고 크랙이 발생하지 않는다는 점이다. 바인더는 적어도 두 가지 구성 요소로 구성됩니다. 탈지 시 용매는 먼저 결합제에 용해성 성분을 선택적으로 용해시키고 불용성 성분은 불용성인 용매를 선택합니다. 이러한 방식으로 기공 채널이 열리고 남은 바인더는 열 탈지에 의해 제거됩니다. 이 방법에 사용되는 바인더는 일반적으로 식물성 기름, 파라핀, 열가소성 수지로 구성되며, 먼저 트리클로로에탄 용매로 기름과 파라핀을 제거한다. 전체 탈지 과정은 단 6시간이 소요되며 빠른 탈지 방법입니다. 이 용제 탈지 및 열 탈지 2단계 공정은 단순성, 낮은 투자 및 높은 효율성으로 인해 현재 대부분의 MIM 회사 및 제조업체에서 채택하는 생산 방법입니다.

3 물에 의한 탈지

물 용해 방식은 1990년대에 개발된 수용성 바인더를 기반으로 하며, 이는 Injectamax 2단계 방식(용제 탈지 + 열 탈지)의 직접 개발과 유사합니다. 화학 용매의 독성 및 회수 문제로 인해 저렴하고 무공해 물을 용매로 사용할 수 있다면 MIM 공정의 수준을 크게 향상시킬 수 있습니다. Cao는 탈산된 증류수에 약 16시간 동안 담가두면 폴리에틸렌 글리콜의 80%를 제거할 수 있는 고체 고분자 용액을 개발하고 열 탈지하여 나머지 바인더를 제거합니다. Anwar와 Yang은 또한 폴리에틸렌 글리콜과 폴리메틸메타크릴레이트 결합제 시스템으로 일부 작업을 수행했습니다. 수온을 60-80도까지 올리면 이 시간에 폴리에틸렌 글리콜의 95% 이상을 제거할 수 있습니다. Bialo는 폴리옥시에틸렌을 수용성 부분으로 사용하는 또 다른 형태의 수용성 바인더를 개발했습니다. 바인더 공식은 76% 폴리옥시에틸렌과 23% 폴리에틸렌 왁스 - 1% 스테아르산입니다. 대부분의 폴리옥시에틸렌은 프리폼을 물에 60-70분 동안 담가두면 제거할 수 있습니다. 물은 저렴하고 무독성이며 무공해이기 때문에 물 용해는 가장 경제적이고 환경적으로 유익한 탈지 방법입니다. 그러나 수용성 바인더는 수분 흡수의 문제가 있어 MIM 사료의 저장 및 운송을 위한 특수 장치가 필요합니다. 또한, 혼합 중에 팽윤되기 쉬운 수용성 바인더의 수용성 부분(예: 폴리에틸렌 글리콜)과 상용성인 폴리머가 적고, 공급 혼합 시간이 매우 깁니다. 따라서 불용성 공법이 도입된 지 5년이 지났음에도 불구하고 아직 실험실 단계에 있으며 실제 생산에 활용되지는 못하고 있다.

4 Catamold 촉매 탈지

Catamold 공법은 1990년대 초 독일 BSAF의 Bloemacher가 개발한 MIM의 1단계 탈지 공법입니다. 촉매 탈지 방법입니다. MIM 촉매 탈지의 작동 원리와 이 방법의 주요 기술적 특징은 폴리포름알데히드 수지를 결합제로 사용하고 촉매 탈지가 산성 분위기에서 빠르다는 것입니다. 장쇄 폴리포름알데히드 수지는 바인더로 사용되며 폴리포름알데히드 수지의 극성은 금속 분말을 연결하는 데 사용되므로 광범위한 분말 유형에 적합합니다. 폴리 알데히드 수지는 산성 분위기의 촉매 작용으로 포름 알데히드로 분해됩니다. 이 분해 반응은 110도 이상에서 빠르게 발생합니다. 이는 직접 기체-고체 전이로, 소결 후 녹색 변형을 제어하고 치수 정확도를 보장하는 데 도움이 됩니다. 촉매 탈지는 대기와 바인더 사이의 계면에서 수행됩니다. 성형 블랭크에는 가스가 없으며 반응 계면의 진행 속도는 1-4mm/h에 도달할 수 있습니다. 독일의 CREMER는 Catamold 탈지 방식을 위한 연속 탈지 및 소결로 시스템을 설계했습니다. 작업 과정은 다음과 같습니다. 탈지 첫 번째 가열 영역에 MIM 성형 실패를 놓고 후속 촉매 탈지 과정에서 빌릿에 질산 응축을 피하기 위해 질소 분위기에서 86도까지 가열합니다. 그런 다음 프리폼은 촉매 탈지 영역으로 이동하여 폴리포름알데히드 수지를 포름알데히드로 분해합니다. 초기 탈지 후 빌렛은 첫 번째 세척 챔버를 통해 소결로에 들어가고 잔류 바인더는 소결로의 첫 번째 가열 영역에서 제거됩니다. 그 후, 소결은 질소, 수소, 아르곤, 분해된 암모니아 및 기타 혼합물의 작용하에 수행됩니다. 현재 중국에는 여러 MIM 촉매 탈지로 제조업체가 있습니다. Catamold 공법의 중요한 특징은 탈지 시 촉매를 사용하고 탈지 시 액상이 나타나지 않아 변형이 일어나기 쉽고 사이즈 정확도 조절이 어려운 MIM 제품의 약점을 피할 수 있다는 점이다. 그것은 MIM 산업의 주요 돌파구이며 촉매 탈지이기 때문에 탈지 시간이 크게 단축되어 비용이 절감됩니다. 그리고 metamold 방법을 적용하면 더 큰 크기의 MIM 부품을 생산할 수 있습니다. CREMER의 연속 탈지 및 소결 시스템은 연속 생산을 실현할 수 있어 MIM을 망 형성 기술에 가까운 경쟁력 있는 PM으로 만듭니다.

Catamold 방법은 현재 산업 생산에 적용되는 가장 진보된 MIM 탈지 방법입니다. 그러나 이 방법은 산성분위기에서 장비의 부식과 폐가스 처리 등의 문제가 있고 장비 투자비가 다른 방법에 비해 높다.

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