Quais são os métodos de desengorduramento do MIM?

Quais são os métodos de desengorduramento do MIM?

O desengorduramento MIM significa que, para fazer produtos com formas complexas como injeção de plástico, precisamos adicionar materiais injetáveis, como cera ou alguns ingredientes plásticos, ao pó metálico. No entanto, esses aditivos (ou aglutinantes) não são necessários para nossos produtos finais, portanto, precisamos remover esses aglutinantes de algumas maneiras após a moldagem. Este processo é chamado de desengorduramento (ou desparafinação).

Desde o surgimento da tecnologia MIM, com os diferentes sistemas de aglutinantes, uma variedade de caminhos de processo MIM e métodos de desengorduramento foram formados. O tempo de desengorduramento foi reduzido desde os primeiros dias até às horas actuais. Em termos de etapas de desengorduramento, todos os métodos de desengorduramento podem ser divididos em duas categorias: uma é o método de desengorduramento em duas etapas. O método de desengorduramento em duas etapas inclui desengorduramento com solvente mais desengorduramento térmico, desengorduramento com sifão - desengorduramento térmico, etc. Atualmente, o método mais avançado é o método de desengorduramento catalítico Catamold. Aqui estão alguns métodos típicos de desengorduramento MIM.

1 Desengorduramento pelo método Wiech

O método Wiech é representado pela patente inventada por Wiech em 1980 e foi aprimorada várias vezes. Eles podem ser chamados de métodos Wiech (1), Wiech (2) e Wiech (3). O aglutinante usado pela Wiech é o sistema de aglutinante à base de cera mais comumente usado no MIM, que contém um ou mais componentes. O processo básico do método de Wiech (1) é: primeiro, coloque o molde MIM em um recipiente vazio, aqueça-o até a temperatura de fluxo do aglutinante ou acima dessa temperatura e, em seguida, adicione lentamente o solvente na forma de gás no recipiente onde a moldagem está localizada. O solvente gasoso entra no branco de formação para dissolver o aglutinante. Quando o aglutinante é dissolvido até certo ponto, a solução solvente do aglutinante vazará da falha de formação. O solvente gasoso pode remover a maior parte do aglutinante sem rachar ou fraturar. O pré-molde com a maior parte do aglutinante removido é imerso no solvente líquido para remover a parte restante do aglutinante. Devido ao canal de energia dos poros formado pelo desengorduramento com solvente gasoso, a segunda etapa do desengorduramento com solvente de imersão é muito rápida e não ocorrerão rachaduras e defeitos. Por fim, o pré-molde é pré-aquecido para remover parte do aglutinante residual e parte do solvente, e o produto acabado é obtido por sinterização. O método Wiech (1) leva apenas 3 dias para desengordurar com solvente gasoso, e a eficiência de desengorduramento é muito baixa. E porque a temperatura de desengorduramento é superior à temperatura de fluxo do ligante, a deformação é mais grave. Wiech inventou o método Wiech (3) em 1981. O processo básico é: colocar o pré-molde MIM em um recipiente de gás inerte e ajustar a temperatura e o fluxo de gás para tornar a pressão de vapor do ligante no pré-molde maior do que a pressão do atmosfera no recipiente, para que o aglutinante possa evaporar do processo de formação e entrar na atmosfera do recipiente. Uma parte independente no recipiente é usada para condensar e coletar o aglutinante. A velocidade de remoção do aglutinante pode ser controlada ajustando a velocidade de condensação. Para adesivos multicomponentes, eles também podem ser evaporados de forma seletiva e gradual, ajustando a temperatura e a pressão no recipiente. Esse processo leva cerca de um dia ou mais. Wiech inventou o método Wiech (2) em 1981. O desengorduramento por sifão foi adoptado como primeiro passo. O pré-molde MIM foi colocado no material de sifão, aquecido lentamente a 200 graus por 3h para remover a maior parte do aglutinante, e então o pré-molde foi colocado no forno em uma atmosfera de hidrogênio atmosférico a uma taxa de cerca de 3 graus/min a cerca de 800 grau para posterior desengorduramento e pré sinterização. Todo o processo de desengorduramento demorou cerca de 10h. Desta forma, a Wiech realmente usa três formas de desengorduramento em duas etapas, primeiro desengorduramento com vapor de solvente, depois evaporação e, em seguida, desengorduramento com sifão como primeiro passo, reduzindo o tempo de desengorduramento dos primeiros três dias para 10 horas. No entanto, outras pessoas têm algumas deficiências. O método de Wiech (1) é ineficiente e o tarugo formador é fácil de deformar. A pressão atmosférica no forno de desengorduramento do método Wiech (2) precisa ser controlada com precisão, e o método de evaporação é difícil de trabalhar para o componente ligante com grande peso molecular. O método de Wiech (3) tem o problema de o material de resposta do arco-íris aderir ao molde formado e poluir o molde formado.

2 Injectamax desengordurante

Johnson da empresa americana de moldagem por injeção de metal AMAX inventou o método Injectamax em 1988. A principal vantagem deste método é que ele é rápido no desengorduramento e não causará rachaduras. O aglutinante consiste em pelo menos dois componentes. Ao desengordurar, um solvente é selecionado para dissolver seletivamente os componentes solúveis no aglutinante primeiro, enquanto os componentes insolúveis são insolúveis. Desta forma, o canal do poro é aberto e, em seguida, o aglutinante restante é removido por desengorduramento térmico. O aglutinante utilizado neste método é geralmente composto por óleo vegetal, parafina e resina termoplástica, sendo que o óleo e a parafina são removidos primeiramente com solvente tricloroetano. Todo o processo de desengorduramento demora apenas 6 horas e é um método de desengorduramento rápido. Este processo de duas etapas de desengorduramento solvente e desengorduramento térmico é um método de produção adotado pela maioria das empresas e fabricantes de MIM atualmente devido à sua simplicidade, baixo investimento e alta eficiência.

3 Desengorduramento por dissolução em água

O método de dissolução em água é baseado no aglutinante solúvel em água desenvolvido na década de 1990, que é semelhante ao desenvolvimento direto do método de duas etapas Injectamax (desengorduramento por solvente mais desengorduramento térmico). Devido aos problemas de toxicidade e recuperação de solventes químicos, se água barata e livre de poluição puder ser usada como solvente, o nível do processo MIM pode ser bastante melhorado. A Cao desenvolveu uma solução de polímero sólido que pode remover 80% do polietilenoglicol por imersão em água destilada desoxidada por cerca de 16 horas e, em seguida, remover o aglutinante restante por desengorduramento térmico. Anwar e Yang também trabalharam com o sistema aglutinante de polietilenoglicol mais polimetilmetacrilato. Ao aumentar a temperatura da água para 60-80 graus, mais de 95 por cento do polietilenoglicol pode ser removido nesta hora. Bialo desenvolveu outra forma de aglutinante solúvel em água, que usa polioxietileno como parte solúvel em água. Sua fórmula de aglutinante é 76 por cento de polioxietileno mais 23 por cento de cera de polietileno - 1 por cento de ácido esteárico. A maior parte do polioxietileno pode ser removida embebendo o pré-molde em água por 60-70 minutos. Como a água é barata, não tóxica e livre de poluição, a dissolução da água é o método de desengorduramento mais econômico e ambientalmente benéfico. No entanto, o aglutinante solúvel em água apresenta o problema de absorção de água, o que leva à necessidade de dispositivos especiais para o armazenamento e transporte da ração MIM. Além disso, existem poucos polímeros compatíveis com a parte solúvel em água (como polietilenoglicol) do aglutinante solúvel em água, que é propenso a inchar durante a mistura, e o tempo de mistura da alimentação é muito longo. Portanto, embora o método insolúvel tenha sido introduzido há cinco anos, ainda está em fase de laboratório e não foi utilizado na produção real.

4 Desengorduramento catalítico do catamolde

O método Catamold é um método de desengorduramento de uma etapa do MIM desenvolvido por Bloemacher da BSAF na Alemanha no início da década de 1990. É um método de desengorduramento catalítico. O princípio de funcionamento do desengorduramento catalítico MIM e a principal característica técnica deste método são que a resina de poliformaldeído é utilizada como aglutinante e o desengorduramento catalítico é rápido em atmosfera ácida. A resina de poliformaldeído de cadeia longa é usada como aglutinante, e a polaridade da resina de poliformaldeído é usada para conectar o pó metálico, que pode ser adequado para uma ampla variedade de tipos de pó. A resina de polialdeído se decompõe em formaldeído sob a catálise da atmosfera ácida. Esta reação de decomposição ocorre rapidamente acima de 110 graus. É uma transição gás-sólido direta, que é propícia para controlar a deformação verde e garantir a precisão dimensional após a sinterização. O desengorduramento catalítico é realizado na interface entre a atmosfera e o ligante. Não há gás no branco de formação e a velocidade de avanço da interface de reação pode atingir 1-4mm/h. A CREMER da Alemanha projetou um sistema de forno contínuo de desengorduramento e sinterização para o método de desengorduramento Catamold. O processo de operação é: colocar a falha de formação do MIM na primeira zona de aquecimento do desengorduramento e aquecê-lo a 86 graus sob atmosfera de nitrogênio para evitar a condensação de ácido nítrico no tarugo no processo de desengorduramento catalítico subsequente. Em seguida, o pré-molde é movido para a área de desengorduramento catalítico para decompor a resina de poliformaldeído em formaldeído. Após o desengorduramento inicial, o tarugo entra no forno de sinterização através da primeira câmara de limpeza e o ligante residual é removido na primeira zona de aquecimento do forno de sinterização. Posteriormente, a sinterização é realizada sob a ação de nitrogênio, hidrogênio, argônio, amônia decomposta e algumas outras misturas. Atualmente, existem vários fabricantes de fornos de desengorduramento catalítico MIM na China. Uma característica importante do método Catamold é que o catalisador é usado para desengordurar e a fase líquida não aparece durante o desengorduramento, o que evita a fraqueza dos produtos MIM que são propensos à deformação e de difícil controle da precisão do tamanho. É um grande avanço na indústria de MIM e, por ser um desengorduramento catalítico, o tempo de desengorduramento é bastante reduzido, reduzindo assim o custo. E a aplicação do método de metamolde pode produzir componentes MIM de tamanho maior. O sistema contínuo de desengorduramento e sinterização da CREMER pode realizar uma produção contínua, tornando o MIM um PM competitivo próximo à tecnologia de formação de rede.

O método Catamold é o método de desengorduramento MIM mais avançado atualmente aplicado na produção industrial. No entanto, este método apresenta problemas como corrosão de equipamentos em atmosfera ácida e tratamento de gases residuais, sendo o custo de investimento do equipamento superior aos demais métodos.

Se você quiser saber mais sobre a tecnologia de moldagem por injeção de pó de metal, consulte ZHONGWEI Precision Metal Powder Injection Molding MIM Technology in Qinhuangdao