Metallpulver-Spritzgießen Technische Anforderungen für die Prüfung und Bewertung von Sinterformationen in Umformprozessen

Datum:[2024/1/3]

Im Pulverspritzgussverfahren wird eine große Menge an Pulver verwendet, was bedeutet, dass das endgültige geformte Bauteil kleine Poren enthält. Die Größe der Pulverpartikel beeinflusst maßgeblich die innere strukturelle Leistung der Komponente, wie Porosität und Korngröße. Die Verringerung der Größe von Pulverpartikeln kann die Sinterleistung verbessern, aber es wird auch die spezifische Oberfläche vergrößern und letztlich zu einem Anstieg des Trends der Sauerstoffkonzentration führen.
Nach dem Pulverspritzguss müssen Kleb- und Sinterprozesse durchgeführt werden, und der Klebstoff, der zwischen den Lücken von Pulverpartikeln in diesen Prozessen verstreut ist, kann Änderungen in der Form des Formteils verursachen. Darüber hinaus muss aufgrund der Anforderung an Dichte das Sintern bei hohen Temperaturen durchgeführt werden, und die Sintertemperatur liegt nahe am Schmelzpunkt. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, das Kriechen zu berücksichtigen, das durch die Schwerkraft verursacht wird. Je größer die Größe des Formteils, desto größer die Verformung, die es erzeugt. Dadurch ist die geforderte Maßhaltigkeit des Endteils schwer zu garantieren. In der eigentlichen Produktion resultiert die Kriechverformung bei hohen Temperaturen darin, dass das Pulverspritzgießverfahren nur für die Herstellung von leichten Kleinteilen mit weniger als 100g Gewicht verwendet werden kann. Daher ist es für die Herstellung schwererer großformatiger Bauteile notwendig, Wege zu finden, diese Verformung mithilfe der Pulverspritzgießtechnik zu unterdrücken, die derzeit eine große Herausforderung für die Pulverspritzgießtechnik darstellt.
Für die Herstellung von leichten kleinformatigen Bauteilen, um hochpräzise und qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten, ist es auch notwendig, die Gesetze dieses Verformungsverhaltens genau zu erfassen und die Sinterprozessparameter und die geometrischen Abmessungen des Knüppels vor dem Sintern basierend auf den endgültigen Eigenschaften des Produkts zu bestimmen. Die Erfassung des Schrumpfgesetzes von Produktkomponenten während des Gummiaustritts und Sinterprozesses umfasst hauptsächlich folgende zwei Aspekte:
(1) Die Schrumpfung der Produktkomponenten während des Sinterprozesses kann nicht allein durch Prüfung des Wärmeausdehnungskoeffizienten durch Probenahme genau ermittelt werden. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die interne Wärmeübertragung der Probe während des Probennahme- und Testprozesses der thermischen Ausdehnung vollständig von derjenigen der Produktkomponenten abweicht, und es kann erhebliche Fehler bei der Vorhersage der Verformung der Bauteile auf der Grundlage des gemessenen Wärmeausdehnungskoeffizienten geben. Der beste Weg besteht darin, die Gesamtverformung von Produktkomponenten während des Simulationsinterprozesses in Echtzeit zu testen, indem genaue, zuverlässige und effiziente Prüf- und numerische Simulationsmethoden verwendet werden, um die aktuelle Berechnung der Wärmeausdehnungskoeffizientverformung und erfahrungsbasierte wiederholte Prüfmethoden zu ersetzen, wodurch der Produktentwicklungszyklus und die Kosten verkürzt werden.
(2) Während des Sinterprozesses können einige nicht unterstützte Teile der Produktkomponenten aufgrund des Einflusses der Schwerkraft aufgrund der Materialerweichung nach Erreichen einer bestimmten Temperatur eine Biegeverformung nach unten erfahren, wie in Abbildung 5 gezeigt. Bei gerahmten Produktkomponenten weisen die Seitenkanten der Bauteile nach dem Sintern oft eine gewisse Konkavität oder Konvexität auf. Daraus ist ersichtlich, dass der Einfluss der Schwerkraft Anisotropie bei der Schrumpfung von Produktkomponenten verursachen und die endgültige Form von Produktkomponenten beeinflussen kann. Referenzen 1-10 geben eine detaillierte Beschreibung des Einflusses der Schwerkraft in verschiedenen Sinterprozessen. Zusammenfassend ist festzustellen, ob all diese Verformungen während des Sinterheizprozesses oder des Abkühlprozesses auftreten, sowie die spezifische Temperatur und Größe der Verformung sind wichtige Parameter, die im Sinterprozess verstanden werden müssen. Diese Verformungsparameter können jedoch nicht durch Prüfung des Wärmeausdehnungskoeffizienten ermittelt werden und können nur durch die Gesamtmessung der Bauteile genau verstanden werden.
Zusammenfassend müssen folgende Probleme hinsichtlich der Schrumpfverformung von Produktkomponenten während des Spritzgießsinterprozesses angegangen werden:
1. Beobachten Sie direkt die allgemeinen Dimensionsänderungen der Produktkomponenten während des Sinterprozesses und die lokale Biegeverformung der Komponenten, die von der Schwerkraft betroffen sind;
2. Annahme berührungsloser Messmethoden, um den Einfluss der Kontaktmessung der Belastungskraft der obersten Stange auf die Klebstoffentladung und Sinterformation zu vermeiden;
3. Nehmen Sie eine großflächige Messmethode an, um die Verformung des Formteils direkt zu prüfen und eine unzureichende Repräsentativität der Probenvorbereitung zu vermeiden;
4. Realisieren Sie simultane Messung der zweidimensionalen Verformung von geformten Teilen oder Proben und haben Sie die Funktion der gleichzeitigen Messung von Mehrpunkt-Positionsänderungen;

5. Beobachtung der Änderungen der Bauteilabmessungen unter verschiedenen Heizsystemen (z. B. unterschiedliche Heiz- und Kühlgeschwindigkeiten und konstante Temperaturen);
6. die Auswirkungen verschiedener Atmosphären (Vakuum, Argon, Stickstoff, Wasserstoff usw.) und Druckbedingungen auf die Variation der Bauteilabmessungen sowie die Auswirkungen von Schaltatmosphärenbedingungen und konstantem Druck in verschiedenen Temperaturbereichen auf die Variation der Bauteilabmessungen zu beobachten;
7. Gꦇleichzeitig ausgerüstet mit hochpräziser Wärmeausdehnungskoeffizientenprüffunktion der hohen Temperatur.