为避免金属注射成型零件出现变形问题,可从以下几个关键方面着手:
模具设计
合理的浇口设计:浇口位置和数量会影响物料流动均匀性。应根据零件形状、尺寸和结构特点,设计合适的浇口位置和数量,使物料在模具型腔内均匀填充,避免因流动不平衡导致的局部压力差异和收缩不均匀。
优化冷却系统:设计均匀的冷却通道,确保模具各部分冷却速度一致。合理布置冷却管道的位置和间距,避免冷却盲区或局部冷却过快、过慢的情况,使零件在冷却过程中收缩均匀,减少因冷却不均产生的内应力和变形。
工艺参数调整
注射工艺优化:选择合适的注射压力、速度和温度。注射压力过高可能导致零件过度填充和内应力增加,压力过低则可能使零件充模不满;注射速度过快易产生喷射、涡流等现象,过慢则会使物料在模具内停留时间过长,冷却不均;而合适的注射温度能保证物料良好的流动性和成型性,避免因温度过高或过低引起的收缩差异和变形。
脱脂工艺控制:采用合适的脱脂方法和工艺参数。例如,对于热脱脂,应缓慢升温,控制脱脂速率,避免粘结剂快速分解和挥发导致零件内部产生过大的应力和变形;对于溶剂脱脂,要选择合适的溶剂和脱脂时间,确保脱脂均匀。同时,可在脱脂过程中对零件进行适当的支撑,防止其因自身重量而变形。
烧结工艺优化:精确控制烧结温度、时间和气氛。确保烧结炉内温度均匀性,避免局部过热或过冷;根据零件材料和性能要求,选择合适的烧结时间,时间过长或过短都可能影响零件的收缩均匀性和性能;此外,控制好烧结气氛,防止零件表面氧化或脱碳,以免影响其组织结构和力学性能,进而导致变形。
原材料选择与处理
合适的粉末与粘结剂:选择粒度分布均匀、流动性好的金属粉末,以及与粉末相容性好、热稳定性高的粘结剂。均匀的粉末粒度和良好的流动性有助于物料在模具内均匀填充和成型,而合适的粘结剂能在注射成型和脱脂过程中提供良好的成型性和保形性,减少因原材料特性导致的变形。
原材料预处理:对金属粉末进行预处理,如筛分、干燥等,去除杂质和水分,保证粉末质量的稳定性和一致性。同时,对粘结剂进行充分混合和预热,使其在与粉末混合时能更好地均匀分布,提高喂料的质量和性能,减少因原材料不均匀引起的零件变形。
零件设计
合理的结构设计:避免零件出现过大的壁厚差异、尖锐的内角和过长的悬臂结构等。尽量使零件的壁厚均匀分布,对于无法避免的壁厚变化,应采用渐变的过渡方式,以减少因收缩差异产生的应力集中和变形;将尖锐的内角设计成圆角,可降低应力集中;对于过长的悬臂结构,可增加支撑或加强筋,提高零件的结构刚性,减少在成型过程中的变形。
考虑收缩补偿:在零件设计阶段,根据金属材料的收缩率,对零件尺寸进行适当的放大或补偿,以抵消在注射成型、脱脂和烧结过程中的收缩变形,保证零件最终尺寸精度。
设备维护与操作
设备定期维护:定期对注射成型机、脱脂炉、烧结炉等设备进行维护和保养,确保设备的各项参数准确、稳定。例如,检查注射机的螺杆、料筒磨损情况,及时更换磨损部件,保证注射工艺的稳定性;校准烧结炉的温度控制系统,确保温度均匀性和准确性。
规范操作流程:操作人员应严格按照操作规程进行生产,包括设备的启动、参数设置、物料的准备和装卸等环节。在操作过程中,要注意观察设备运行状态和零件成型情况,及时发现并处理异常问题,避免因操作不当导致零件变形。
粉末冶金、金属注射成型、粉末冶金齿轮
光铭集团专注于金属成形技术及耐磨材料的研发制造,主营产品包括金属压制成形及注射成形粉末冶金制品。
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