Metal Injection Moulding (MIM) Piec do uszlachetniania - EBO
![Metal Injection Moulding (MIM) Piec do uszlachetniania - EBO]( "Metal Injection Moulding (MIM) Piec do uszlachetniania - EBO")
- Maksymalna temperatura: 150 °C
- Pojemność: 120 to 250 litres
-
Do debindingu katalitycznego
- Szczegóły produktu
Metal Injection Moulding (MIM) is a modern manufacturing technique that involves injecting a “feedstock” into moulds to create complex shaped metal components. Carbolite Gero offers furnaces and ovens specifically optimized for the heat treatment process steps required by this application. Formowanie wtryskowe metali (MIM) to nowoczesna technika produkcji, która polega na wtryskiwaniu "materiału wsadowego" do form w celu stworzenia złożonych kształtowo elementów metalowych. Carbolite Gero oferuje piece zoptymalizowane specjalnie pod kątem etapów procesu obróbki cieplnej wymaganych w tym zastosowaniu.
Formowanie wtryskowe metali (MIM) to technika produkcyjna, która polega na wtryskiwaniu „surowca” do form w celu tworzenia elementów o skomplikowanych kształtach z dużą powtarzalnością. Surowiec jest mieszaniną sproszkowanego metalu i spoiwa polimerowego, które utrzymuje materiał razem. Przed użyciem komponentów należy usunąć spoiwo i wzmocnić wewnętrzną strukturę części; osiąga się to poprzez poddanie komponentów procesom obróbki cieplnej debindingu i spiekania w piecu.
Spoiwo (1) i proszek metalowy (2) są połączone w celu utworzenia materiału wsadowego (3)
Zielony element (1) uformowany przez wtryskiwanie metalu, brązowy element (2) po usunięciu spoiwa i gotowy element (3) po spiekaniu
Przykład niektórych gotowych elementów metalowych produkowanych metodą wtrysku metali
Jest to proces usuwania spoiwa z części zielonej. Może być osiągnięty albo katalitycznie, gdzie spoiwo jest usuwane przy użyciu kombinacji dodatków katalitycznych, rozpuszczalników i wody, albo termicznie, co wymaga obróbki cieplnej w zmodyfikowanej atmosferze w piecu. Wymagana metoda zależy od rodzaju użytego surowca. Komponenty, które przeszły przez ten proces, są następnie określane jako części "brązowe". W zależności od rodzaju stosowanego surowca, może być konieczne zarówno chemiczne, jak i termiczne usuwanie zadziorów. Proces chemiczny usuwa większość spoiwa, natomiast proces termiczny usuwa resztki spoiwa, zwanego również "spoiwem szkieletowym". Proces ten jest często określany jako "rest debinding". Carbolite Gero może dostarczyć piece i piecyki odpowiednie do zastosowań katalitycznych lub termicznych.
Jest to proces obróbki cieplnej komponentów formowanych wtryskowo z metalu (MIM), które najpierw zostały poddane procesowi usuwania wypływek (części brązowe). Celem spiekania jest zmiana wewnętrznej mikrostruktury komponentów w celu poprawy ich ogólnej gęstości i ostatecznie wytrzymałości. Osiąga się to poprzez ogrzewanie części metalowych w piecu w atmosferze obojętnej do temperatury o około 20% niższej od temperatury topnienia metalu, co pozwala atomom na dyfuzję przez mikrostrukturę i łączenie się w gęstsze formacje. Podczas spiekania, części metalowe doświadczą pewnego skurczu, z 15-22% redukcją rozmiaru, w zależności od użytego metalu i ostatecznej gęstości części. Profile temperaturowe, atmosfera i równomierność temperatury w piecu zarówno podczas usuwania spoiwa, jak i spiekania muszą być kontrolowane bardzo dokładnie, aby uniknąć zniekształceń oraz powstawania pęknięć i pęcherzyków. Obojętna lub redukująca atmosfera jest również ważna, aby zapobiec utlenianiu się części.
Główny środek wiążący jest oznaczony na niebiesko i można go usunąć katalitycznie. Spoiwo szkieletowe jest pokazane na zielono. Można go usunąć termicznie tylko w temperaturze od 300 ° C do 600 ° C w piecu . Proces ten jest często przeprowadzany pod ciśnieniem cząstkowym, które obniża temperaturę ze względu na dodatkowe ciśnienie wywierane przez odparowane spoiwo szkieletowe. Usuwanie spoiwa katalitycznego można przeprowadzić w piecu EBO firmy Carbolite Gero.
Kwas azotowy (HNO3) jest odparowywany i niesiony wokół pieca w strumieniu azotu, gdzie przechodzi nad częściami zielonymi. Kwas azotowy powoduje pękanie głównego spoiwa, tworząc formaldehyd (CH2O), który jest gazowy i wybuchowy w stężeniach od 7% do 73%. Strumień gazu kieruje formaldehyd w kierunku wylotu gazu z pieca, gdzie jest następnie bezpiecznie spalany za pomocą aktywnego dopalacza palnika.
Przykład Zielone części po lepieniu katalitycznym (po lewej): Średnica: 27,86 mm / Masa: 11,89 g Zielone części po pełnym spiekaniu (po prawej): Średnica: 24 mm / Masa: 11,71 g ➔ Całkowite zmniejszenie masy po debindingu: 1,5%
Materiał wsadowy jest wtryskiwany do formy i formowany w pożądany kształt. Spoiwo jest zaznaczone na niebiesko i zielono. W tym momencie część MIM jest określana jako "zielona część".
Podczas katalitycznego/chemicznego usuwania spoiwa usuwane jest główne spoiwo (niebieskie), pozostawiając jedynie spoiwo szkieletowe (zielone), które musi zostać usunięte termicznie w piecu.
Podczas procesu usuwania resztek usuwane jest spoiwo szkieletowe (zielone), a część MIM jest teraz określana jako "część brązowa". Aby zwiększyć gęstość i wytrzymałość części, musi ona teraz zostać spiekana. W tym momencie cząsteczki zaczynają już dyfundować i przylegać do siebie.
Podczas procesu spiekania atomy w części MIM dyfundują przez strukturę i łączą się ze sobą, zwiększając ogólną gęstość części.
Podczas spiekania w piecu mikrostruktura części MIM jest wyraźnie gęstsza, z mniejszymi przerwami między atomami. Proces spiekania powoduje pewne kurczenie się, przy czym niektóre elementy ulegają zmniejszeniu nawet o 22%. Jest to normalna część procesu formowania wtryskowego metali (MIM) i należy ją uwzględnić podczas wstępnego projektowania form.
Firma Carbolite Gero oferuje dwa główne wieloetapowe rozwiązania do obróbki termicznej elementów formowania wtryskowego metali (MIM)
Pierwsza opcja to połączenie pieca EBO 120 i pieca HTK 120. Katalityczne usuwanie spoiwa odbywa się w EBO, podczas gdy zarówno termiczne usuwanie spoiwa, jak i spiekanie może odbywać się wewnątrz HTK. Główną zaletą tego rozwiązania jest to, że cały proces może być przeprowadzony przy użyciu tylko dwóch pieców. Należy zauważyć, że choć początkowo bardziej opłacalne, usunięcie spoiwa może być brudną aplikacją, która może zanieczyścić i uszkodzić komory molibdenu lub wolframu pieca HTK w czasie. Jednakże, przy użyciu pieca HTK zarówno do usuwania spoiwa i spiekania, możliwe jest usuwanie spoiwa w atmosferze wodoru pod ciśnieniem cząstkowym. Nie jest to możliwe w przypadku stosowania pieca GLO.
Przykład:
Uwaga: Podane czasy cyklu są wartościami typowymi dla konkretnego procesu. Czasy cyklu mogą się różnić w zależności od indywidualnych zastosowań i wymagań klienta.
Druga opcja to połączenie pieców EBO 120, GLO 260 i HTK 120. Katalityczne usuwanie spoiwa odbywa się w EBO, termiczne usuwanie spoiwa w GLO, a spiekanie w piecu HTK. Chociaż to rozwiązanie zawiera dodatkowy piec w procesie, ogólnie może okazać się bardziej opłacalne, ponieważ konstrukcja pieca do spiekania HTK jest chroniona przed zanieczyszczeniami, a tym samym koszty konserwacji są zmniejszone.
Przykład:
Uwaga: Podane czasy cyklu są wartościami typowymi dla konkretnego procesu. Czasy cyklu mogą się różnić w zależności od indywidualnych zastosowań i wymagań klienta.
W celu osiągnięcia jak najlepszych warunków do usunięcia spoiwa z elementów MIM, przepływ gazu musi być ciągły i turbulentny, aby umożliwić dotarcie do wszystkich próbek umieszczonych w piecu. Turbulencja wspomaga usuwanie spoiwa z zielonych części podczas aplikacji. Carbolite Gero ściśle współpracuje z instytucjami akademickimi, przeprowadzając symulacje CFD (Computational Fluid Dynamics) w celu przetestowania i poprawy przepływu gazu wewnątrz komór pieca, zazwyczaj używanych w zastosowaniach związanych z formowaniem wtryskowym metali (MIM).
Jednolitość temperatury to maksymalne odchylenie temperatury w obrębie objętości użytkowej komory pieca. Na przykład, jeśli piec jest ustawiony na 600°C i ma zadeklarowaną jednorodność temperatury ±5°C, to temperatura w objętości użytkowej nie może odbiegać poniżej 595°C lub powyżej 605°C. Jednolitość temperatury ma kluczowe znaczenie podczas spiekania elementów z formowania wtryskowego metali (MIM) w piecu, ponieważ celem jest zapewnienie, że wszystkie części kurczą się jednakowo i mają tę samą gęstość. Piece Carbolite Gero są dostępne z wieloma strefami grzewczymi, aby zapewnić stałą temperaturę wewnątrz komory. Wzór na obliczenie jednorodności temperatury:
Gama pieców HTK firmy Carbolite Gero została zaprojektowana specjalnie w celu optymalizacji wielkoskalowych procesów obróbki cieplnej form wtryskowych metali. Na przykład, retorta HTK120 umożliwia operatorowi załadowanie do trzech stosów próbek, każdy składający się z 20 tacek (o wymiarach 380 x 240 x 0,5 mm). Odległość między tacami może być regulowana w celu dostosowania do geometrii szerokiego zakresu próbek. Konstrukcja i konfiguracja regału umożliwia przepływ gazu przez każdą warstwę i wokół każdej umieszczonej wewnątrz części MIM. Aby to osiągnąć, cztery specjalne dyfuzory wlotu gazu kierują przepływ w poziomie przez warstwy regałów. Każdy wlot jest podłączony do oddzielnego strumienia gazu, którego natężenie można indywidualnie ustawić, aby zmaksymalizować wydajność w zależności od indywidualnych wymagań. Specjalna płyta wylotowa gazu jest zamontowana w celu zapewnienia, że gaz jest rozprowadzany równomiernie w całej objętości komory retortowej pieca, a nie tylko przez środek. Dostępna jest gama sterowników i programatorów z ekranem dotykowym, umożliwiających operatorom łatwe wprowadzanie programów obróbki cieplnej. Dodatkowo, wstępnie zdefiniowane programy dla (spoczynkowego) odkształcania i spiekania niektórych z najczęściej używanych materiałów (316-L, CrMo4, 8620 itp.) są dostępne jako standardowe ustawienia w oprogramowaniu sterownika. Ustawienia dla innych materiałów mogą być włączone po konsultacji z Carbolite Gero.
Wszystkie produkty Carbolite Gero są dostępne w kwaterze głównej w Wielkiej Brytanii w siedzibie firmy w Derbyshire. Sprzedaż poza terytorium Wielkiej Brytanii jest realizowana przez sieć oddziałów oraz firm dystrybucyjnych.
Skontaktuj się z nami w celu uzyskania bezpłatnej konsultacji i porozmawiaj ze specjalistą ds. produktów, aby znaleźć najbardziej odpowiednie rozwiązanie dla Twoich potrzeb!
Oprócz pieców Carbolite Gero do obróbki cieplnej, inne linie produktów Verder Scientific oferują dalsze rozwiązania dla całego procesu formowania wtryskowego metali, jak również ogólnie dla technologii wytwarzania przyrostowego:
Formowanie wtryskowe metalu (MIM) składa się z dwóch etapów, które wymagają pieca: debinding w celu usunięcia spoiwa z surowej części i spiekanie w celu poprawy ogólnej gęstości i wytrzymałości części metalowej.
W zależności od indywidualnego zastosowania zazwyczaj wymagane są dwa lub trzy systemy pieców. Jeden do katalitycznego usuwania spoiwa, a następnie jeden lub dwa piece do termicznego usuwania spoiwa i spiekania.
Piece Carbolite Gero przeznaczone do procesów formowania wtryskowego metali charakteryzują się takimi zaletami, jak niskie zużycie energii, rejestracja danych, interfejs sterownika z ekranem dotykowym i łatwa obsługa spoiwa odpadów bez potrzeby stosowania pułapek kondensatu. Nasze piece do katalitycznego usuwania spoiwa są ogrzewane wodą, co zapobiega kondensacji kwasu azotowego w urządzeniu; nasze kasety grzejne o wysokiej stabilności zapewniają, że procesy usuwania lepiszcza i spiekania mogą przebiegać 24/7.
Tak, w piecu możliwe jest ciśnienie cząstkowe z Ar, N2 lub H2. Ciśnienie można regulować w oprogramowaniu sterownika w zakresie 100 – 1000 mbar. Kąt otwarcia zaworu pneumatycznego jest ustawiony tak, aby ciśnienie w zbiorniku pieca było utrzymywane na stałym poziomie. W przypadku trybu ciśnienia parcjalnego wodoru wszystkie wymagane normy bezpieczeństwa są stosowane i certyfikowane przez TÜV.
Doskonałą równomierność temperatury w piecach Carbolite Gero przeznaczonych do formowania wtryskowego metali uzyskuje się dzięki zastosowaniu symetrycznego układu elementów grzejnych, wielu stref grzewczych i szczelnej retorty, aby pomieścić zmodyfikowaną atmosferę. Retorta chroni również piec przed wszelkim spoiwem, które może skraplać się podczas procesu.
W zależności od wielkości pieca do formowania wtryskowego metali, w przypadku przetwarzania z wykorzystaniem ciśnienia częściowego, lepiszcze jest albo usuwane przez pułapki kondensatu w przypadku mniejszych pieców, albo przez rozpuszczenie lepiszcza w oleju. Ten ostatni sposób jest niezwykle korzystny w przypadku większych urządzeń, ponieważ w porównaniu z syfonami kondensacyjnymi znacznie zmniejsza się nakład pracy na konserwację.
Firma Carbolite Gero oferuje szereg różnej wielkości pieców do katalitycznego i termicznego usuwania lepiszcza oraz spiekania w procesach formowania wtryskowego metali. Na życzenie klienta możemy dostarczyć ręczne systemy przenoszenia części pomiędzy różnymi piecami.
Tytan może być spiekany zarówno w atmosferze czystego argonu, jak i w wysokiej próżni. Bogate doświadczenie firmy Carbolite Gero w zakresie technologii próżniowej pozwala nam dostarczać systemy piecowe o najniższych wskaźnikach nieszczelności, a tym samym o najwyższych zdolnościach próżniowych. W zależności od wymagań, możemy wyposażyć systemy w odpowiednie akcesoria do pomp próżniowych.
