Литье металлов под давлением (MIM) — это процесс порошковой металлургии. Разница между MIM и обычной порошковой металлургией заключается в том, что при MIM металлический порошок вместе со связующими впрыскивается под высоким давлением в полость штампа или формы, а не течет под действием силы тяжести.
Используемый для этого металлический порошок более мелкий, чем обычный порошок, с размером частиц обычно 20 мкм в диаметре. Как правило, порошковая смесь содержит гораздо более высокий процент связующих веществ и добавок, повышающих текучесть. При этом связующие обычно включают различные воски и термопласты. Составной материал впрыскивается с помощью обычных машин для литья пластмасс под давлением (слегка модифицированных) в металлические матрицы, обычно имеющие от одной до восьми полостей.
Рисунок 1: Процесс MIM
Формованный компонент называется сырой деталью. Связующие сначала удаляются либо нагреванием, экстракцией растворителем, либо комбинацией обоих методов, при этом удаляется примерно 80% связующих. Время удаления связующего напрямую зависит от толщины стенки. После удаления связующего деталь называется коричневой деталью, которая является пористой и хрупкой, но размер остается таким же, как и во время формования. Затем коричневые детали спекаются, как это делается в традиционной порошковой металлургии.
Это осуществляется в вакуумной печи или печи с инертной атмосферой при температуре около 1300°С в зависимости от материала, используемого для обработки. Однако температура спекания обычно значительно ниже температуры плавления материала. Весь цикл, включая удаление привязки, обычно занимает от 24 до 36 часов.
Типичные характеристики и применение металлических деталей, отлитых под давлением
Как упоминалось выше, типичные металлические детали, отлитые под давлением, имеют небольшие размеры и сложны по своей природе. Этот процесс более выгоден для более сложных деталей. В этом процессе можно достичь высокой точности. Этот метод устраняет ограничение, налагаемое обычными методами порошковой металлургии, т. е. боковая стенка должна быть параллельной. С помощью этого метода можно получить детали очень малого размера, то есть размером меньше мяча для гольфа, весом от 0,5 до 150 г и толщиной стенки менее 6,3 мм. Можно без вторичных операций изготавливать многофункциональные детали с тонкими стенками, острыми углами, подрезами, поперечными отверстиями, резьбой, контурами, зубчатыми сегментами и подобными деталями.
Плотность деталей, изготовленных с помощью этого процесса, обычно выше, чем у обычных деталей порошковой металлургии, и составляет от 95 до 99 % от теоретической максимальной плотности.
Рисунок 2. Формовочная машина в цехе MIM.