В настоящее время технология MIM используется во многих отраслях промышленности и продуктах, включая:
- автомобильную отрасль;
- аэрокосмическую промышленность;
- бытовую электронику;
- зубные имплантаты и инструменты;
- электронные и оптоволоконные разъемы;
- герметичную упаковку;
- хирургические инструменты;
- электроинструменты и ручные инструменты;
- компьютеры;
- спортивное оборудование.
С помощью технологии MIM возможно перерабатывать широкий спектр материалов, включая ферросплавы, суперсплавы на основе никеля-кобальта, титановые сплавы, тугоплавкие материалы, твердые сплавы, техническую керамику и композиты с металлической матрицей.
Хотя сплавы цветных металлов, такие как алюминиевые и медные сплавы, технически возможны, их более экономично обрабатывать другими методами, такими как литье под давлением или механическая обработка.
Особенности технологии
Литье металлических сплавов под давлением — это современная технология производства, которая характеризуется получением заготовок с высокой точностью размеров и форм. Используя возможности технологии литья под давлением (MIM), можно сочетать все преимущества процессов литья пластмасс под давлением с существенно превосходящими параметрами по прочности и целостности металлов.
Эта технология позволяет производить детали сложной формы с достаточно строгими допусками, тонкими стенками (до 5-6 мм) и идеальной поверхностью. Благодаря особым свойствам процесса, твердые или трудно поддающиеся обработке материалы (например, титан, жаропрочная сталь, карбидная сталь и т. д.) могут обрабатываться без ограничений.
Процесс MIM состоит из четырех уникальных этапов обработки:
- смешивание материалов (сырье);
- литье под давлением;
- удаление связующих компонентов;
- спекание.
Сырьем для производства является металлический порошок, смешанный в специальных машинах с термопластичным связующим и добавками. Процесс смешивания заканчивается, когда металлические частицы в связующем полностью гомогенизируются.
После завершения процесса материал преобразуется в гранулы. На этапе литья под давлением сырье впрыскивается в форму под высоким давлением с помощью обычных термопластавтоматов. Таким образом, MIM сочетает в себе преимущества свободы проектирования пластиковых литьевых форм с превосходной механической и термической стойкостью металлических материалов.
В результате процесса литья под давлением образуется так называемая «brown body», которая в зависимости от используемого сырья на 20% больше, чем спеченная деталь.
Удаление связующего компонента может быть каталитическим, водным или растворяющим, в зависимости от системы связующего. Связующее вещество удаляется из деталей, за исключением остаточного содержания связующего 2-3% (каркас). Остаток связующего гарантирует стабильность так называемой «brown body» для дальнейшего процесса.
На заключительном этапе детали спекаются при температуре от 1200°С до 1600°С в зависимости от материала. На этом этапе остатки связующего полностью удаляются. В процессе спекания детали изотопно усаживаются до нужных размеров.
Преимущества технологии
Спеченные детали полностью металлические и имеют плотность >98%. Детали MIM, как и другие металлические детали, можно подвергать термообработке и дальнейшей обработке, например, для достижения лучших допусков по критическим размерам.
Преимущества производства по технологии MIM очевидны:
- экономичное производство сложных деталей в больших количествах;
- уникальные механические свойства по сравнению с коваными изделиями;
- обеспечение мелкого размера частиц и высокой плотности спекания;
- необходимость постобработки обычно исключается;
- отличный выбор для небольших металлических компонентов, поскольку позволяет производить продукцию, требующую точных допусков по размерам;
- устранение ограничения традиционных методов обработки металла.
Технология MIM позволяет получать более сложные формы и объединять множество элементов в одной детали, что дает возможность реализовать индивидуальные проекты с использованием уникальных материалов.