Proszek nadający się do formowania wtryskowego odnosi się do rodzaju materiału wsadowego stosowanego w formowaniu wtryskowym proszków, przemysłowym procesie produkcji złożonych i precyzyjnych części metalowych. Proszek ten jest mieszaniną drobnych proszków metalowych i spoiw polimerowych, które mogą być formowane wtryskowo w złożone części o kształcie siatki w dużych ilościach.
Zalety stosowania proszku do formowania wtryskowego
Wykorzystanie proszku do formowania wtryskowego ma kilka zalet w porównaniu z innymi metodami produkcji:
- Umożliwia wielkoseryjną produkcję skomplikowanych, szczegółowych części metalowych.
- Węższe tolerancje, lepsza rozdzielczość i dokładniejsze wykończenie powierzchni
- Niski poziom odpadów materiałowych podczas obróbki
- Możliwe złożone geometrie
- Zakres materiałów, takich jak stal nierdzewna, stal narzędziowa, stopy wolframu
- Oszczędność kosztów dzięki mniejszemu przetwarzaniu wtórnemu
Skład proszku do formowania wtryskowego
Proszki do formowania wtryskowego zawierają następujące składniki:
| Komponent | Szczegóły |
|---|---|
| Proszek metalowy | Bardzo drobne proszki stali nierdzewnej, stali narzędziowej, stopów wolframu itp. Wielkość cząstek 1 - 20 mikronów |
| Segregator | Wosk lub polimery termoplastyczne, takie jak polietylen, polipropylen. 20-40% objętościowo |
| Smary | Kwas stearynowy, kwas oleinowy. 1-2% wagowo |
Charakterystyka stosowanych proszków metali
Metalowy komponent proszkowy ma specyficzne właściwości, które sprawiają, że nadaje się do formowania wtryskowego:
- Wielkość cząstek między 1-20 mikronów
- Sferyczna morfologia
- Płynność ważna przy wypełnianiu form
- Gęstość pozorna 2-4 g/cc
- Gęstość kranu 4-6 g/cc
Normy dotyczące proszków metali
Stosowane proszki metali muszą spełniać normy dotyczące składu i ziarna:
| Standard | Szczegóły |
|---|---|
| ISO 4490 | Skład chemiczny stali narzędziowych |
| ASTM B822 | Specyfikacja składu stopów wolframu |
| DIN ISO 4497 | Rozkład wielkości cząstek proszków metali |
Etapy procesu produkcyjnego
Proces produkcyjny składa się z następujących kluczowych etapów:
- Mieszanie - Jednorodne mieszanie proszku metalu i składników spoiwa
- Granulowanie - Granulacja na granulat surowcowy do wtrysku
- Formowanie wtryskowe - Podgrzewanie i wtryskiwanie surowca do formy
- Debindowanie - Usuwanie spoiw polimerowych
- Spiekanie - Ogrzewanie granulek w celu stopienia cząstek metalu poprzez dyfuzję
Zastosowania części formowanych wtryskowo
Proszek nadający się do formowania wtryskowego mogą być wykorzystywane do produkcji różnych skomplikowanych i precyzyjnych części w różnych branżach:
| Przemysł | Komponenty |
|---|---|
| Motoryzacja | Koła zębate, krzywki, koła pasowe |
| Lotnictwo i kosmonautyka | Łopatki turbin, wirniki |
| Medyczny | Implanty ortopedyczne, implanty dentystyczne |
| Konsument | Obudowy zegarków, korpusy latarek |
Zalety formowania wtryskowego w produkcji części
Korzystanie z procesu formowania wtryskowego metalu oferuje wyjątkowe korzyści:
- Skomplikowane kształty, drobne elementy
- Ścisłe tolerancje do +/- 0,005 cala
- Precyzyjne wykończenie powierzchni
- Zakres opcji materiałowych
- Wysoki wolumen produkcji
Ograniczenia procesu produkcyjnego
Istnieją również pewne ograniczenia:
- Waga części ograniczona do < 400 g
- Grubość ścianki > 0,4 mm
- Zespoły potrzebne do złożonych geometrii
- Drogie oprzyrządowanie do form
- Zmiany wymiarów podczas spiekania
Globalni dostawcy materiałów wsadowych
Wiele międzynarodowych firm dostarcza gotowe surowce do formowania wtryskowego:
| Firma | Lokalizacja | Materiały |
|---|---|---|
| BASF | Niemcy | Stal nierdzewna 316L, stopy tytanu |
| Sandvik | Szwecja | Stale nierdzewne, stale narzędziowe |
| GKN | WIELKA BRYTANIA | Stopy aluminium i magnezu |
| Rio Tinto | Australia | Mieszanki wtryskiwane z metalu i ceramiki |
Orientacyjne ceny
| Materiał | Zakres cen |
|---|---|
| Stal nierdzewna | $50-70 za kg |
| Stal narzędziowa | $45-65 za kg |
| Ciężki stop wolframu | $130-170 za kg |
Ceny zależą od wielkości zamówienia, potrzeb personalizacji i czynników ekonomicznych.
Plusy i minusy korzystania z Proszki do formowania wtryskowego
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Skomplikowane i złożone kształty | Ograniczony rozmiar i waga |
| Większe tolerancje | Drogie narzędzia i sprzęt |
| Precyzyjne wykończenie powierzchni | Zmiany wymiarów podczas spiekania |
| Zakres materiałów | Często wymagane jest przetwarzanie końcowe |
| Wysoka produkcja, niski koszt w przeliczeniu na część | Kruche materiały mają tendencję do pękania |
| Zmniejszona ilość odpadów | Ogranicza wybór materiału |
FAQ
P: Jaki jest typowy skład proszków do formowania wtryskowego?
Zawierają 80-90% proszku metalu, 8-20% spoiwa i 1-2% smarów wagowo. Typowe spoiwa to wosk, PP, PE i PEG.
P: Jaki zakres rozmiarów proszków jest używany?
O: Stosowane są proszki o wielkości od 1 do 20 mikronów. Drobniejszy proszek poprawia gęstość, ale może być podatny na aglomerację.
P: Jak duży skurcz występuje podczas spiekania?
O: Podczas spiekania w fazie ciekłej występuje skurcz liniowy części do 20%. Należy uwzględnić to w projekcie narzędzia.
P: Co powoduje pęknięcia w metalowych elementach formowanych wtryskowo?
O: Nierównomierne ogrzewanie w piecach, stosowanie szybkiego chłodzenia po spiekaniu, słabe mieszanie proszków i wybór kruchych stopów.
P: Jakie są dostępne opcje materiałów dla proszków do formowania wtryskowego?
O: Między innymi stale nierdzewne, stale narzędziowe, ciężkie stopy wolframu, stopy miedzi, tytan i stopy tytanu.
