Материалы для металлического литья под давлением (MIM) включают нержавеющую сталь, низколегированные стали, мягкие магнитные материалы, высокотемпературные сплавы, титан, инструментальные стали, медь и медные сплавы, вольфрамовые сплавы и другие. Каждый материал обладает уникальным набором свойств, делающим его подходящим для различных применений. Правильный выбор MIM-материала позволяет производить небольшие и сложные металлические детали с высокой точностью и однородностью, соответствующие требованиям заказчика. Выбор материала зависит от желаемых механических, химических и физических свойств конечной детали, а также от экономических соображений.
Металлическое литьё под давлением (MIM) — процесс изготовления небольших сложных металлических деталей в больших объёмах. Выбор подходящего материала критически важен для обеспечения требуемых характеристик и экономической эффективности конечного продукта. Учтите следующие факторы:
Необходимые для применения свойства: определите такие параметры, как прочность, твёрдость, износостойкость, коррозионная стойкость и теплопроводность, и выберите материал, наилучшим образом соответствующий этим требованиям.
Доступность материала: проверьте наличие в требуемой форме и объёме. Некоторые материалы могут быть труднодоступны и иметь длительные сроки поставки.
Стоимость: оцените общую стоимость, включая сырьё, обработку и любые дополнительные операции.
Совместимость с процессом: убедитесь, что материал подходит для MIM-процесса; некоторые требуют специального оборудования или условий, что усложняет и удорожает производство.
Внешние условия: оцените воздействие химических веществ или экстремальных температур; некоторые материалы более устойчивы к этим факторам.
Соответствие нормативам: проверьте, соответствует ли материал таким регламентам, как RoHS, REACH или требованиям FDA.
MIM (Metal Injection Molding) сочетает преимущества литья под давлением пластмасс и традиционной порошковой металлургии для получения сложных металлических деталей с высокой точностью. Процесс включает смешивание металлического порошка с связующим для получения шихты, последующее литьё «зелёных» деталей, удаление связующего и спекание для получения высокой плотности и прочности.
Наиболее часто в MIM используют следующие материалы:
Нержавеющая сталь: широко применяется благодаря отличной коррозионной стойкости, подходит для медицинских устройств и автомобильных компонентов.
Низколегированные стали: обеспечивают оптимальное сочетание прочности и пластичности, подходят для ответственных узлов.
Инструментальные стали: используются для деталей, требующих высокой твёрдости и износостойкости, например для режущего инструмента и штампов.
Титан: лёгкий и коррозионностойкий, востребован в медицинских имплантатах и авиации.
Медь: обладает высокой электрической и тепловой проводимостью, идеальна для электротехнических и электронных компонентов.
При выборе материала учитывайте стоимость, прочность, коррозионную стойкость и обрабатываемость. Нержавеющая и низколегированная сталь обычно наиболее экономичны, тогда как титан и инструментальные стали дороже, но необходимы для специфических задач. Медь также дорога, но незаменима в определённых приложениях.
Номер материала | Свойства | Применения | |
---|---|---|---|
Нержавеющие стали | 17-4 PH | Высокая прочность, отличная коррозионная стойкость, хорошая пластичность | Авиация, медицина, оружейная промышленность, спортинвентарь |
316L | Отличная коррозионная стойкость, хорошая прочность и пластичность | Медицинские имплантаты, химическое оборудование, морские компоненты | |
420 | Высокая твёрдость и износостойкость, умеренная коррозионная стойкость | Режущий инструмент, хирургические инструменты, оружие | |
440C | Высокая твёрдость, отличная износостойкость, хорошая коррозионная стойкость | Инструмент, подшипники, хирургические инструменты | |
430 | Хорошая коррозионная стойкость, умеренная прочность и пластичность | Кухонная утварь, автомобильные декоративные элементы, электронные компоненты | |
Низколегированные стали | ASTM F-0005 | Высокая прочность, отличная износостойкость, хорошая коррозионная стойкость | Медицинские и стоматологические инструменты, корпуса часов |
ASTM F-0008 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Авиация, автомобильная и медицинская промышленности | |
ASTM F-0009 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Оружейные компоненты, электроника, автозапчасти | |
ASTM F-0010 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Авиационные детали, автокомпоненты, медицинские изделия | |
ASTM F-0040 | Высокая прочность, отличная износостойкость, хорошая коррозионная стойкость | Режущий инструмент, компоненты MIM | |
ASTM F-0002 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Электротехнические и электронные компоненты, автозапчасти | |
ASTM F-0003 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Оружейные части, автозапчасти, медицинские изделия | |
ASTM F-0004 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Авиационные детали, медицинские изделия | |
ASTM F-0006 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Автокомпоненты, электронные изделия | |
ASTM F-0007 | Высокая прочность, хорошая пластичность, хорошая коррозионная стойкость | Авиационная, автомобильная и медицинская техники | |
Инструментальные стали | M2 | Высокая твёрдость и износостойкость, хорошая прочность и обрабатываемость | Режущий инструмент, штампы холодной обработки, пуансоны, матрицы |
D2 | Отличная стойкость к износу и компрессии, хорошая прочность | Пуансон, матрицы, режущий и формовочный инструмент, ножницы | |
A2 | Высокая прочность и стабильность размеров, отличная износостойкость | Инструменты холодной обработки, пуансоны, матрицы, ножи | |
S7 | Высокая ударная вязкость, хорошая прочность и износостойкость | Ударный инструмент, матрицы, формовочный инструмент | |
H13 | Высокая прочность и твёрдость, отличная стойкость к нагреву и износу | Инструмент для горячей обработки, формы для литья под давлением, экструзионные матрицы | |
P20 | Хорошая обрабатываемость, отличная шлифуемость, прочность и износостойкость | Формы для литья, формовка выдувом, экструзионные штампы | |
420 | Хорошая коррозионная стойкость, высокая твёрдость и износостойкость | Хирургические инструменты, режущий инструмент, формы | |
440C | Высокая твёрдость, хорошая коррозионная и износостойкость, отличное удержание режущего края | Лезвия, подшипники, хирургические инструменты | |
Вольфрамовые сплавы | W-Ni-Fe | Высокая плотность, отличное экранирование от излучения, хорошие механические свойства | Медицинское оборудование, авиация и оборона, ядерная промышленность |
W-Ni-Cu | Высокая плотность, отличная износостойкость, хорошие механические свойства | Противовесы, демпфирование вибраций, расточные оправки | |
W-Cu | Высокая теплопроводность, отличная электрическая проводимость, хорошая износостойкость | Электроды, радиаторы, электрические контакты | |
W-Ni-Cu-Fe | Высокая плотность, хорошая обрабатываемость, хорошие механические свойства | Авиация, оборона, медицинское оборудование, радиационная защита | |
W-Ni-Cu-Mn | Высокая плотность, хорошая обрабатываемость, хорошие механические свойства | Авиация, оборона, медицинское оборудование, радиационная защита | |
Кобальтовые сплавы | Co-Cr-Mo | Высокая прочность, отличная коррозионная и износостойкость, биосовместимость | Медицинские имплантаты, авиация и оборона, промышленное оборудование |
Co-Cr-W | Высокая прочность, отличная коррозионная и износостойкость, хорошая обрабатываемость | Лопатки турбин, горячие секции, медицинские имплантаты | |
Co-Cr-Mn | Высокая прочность, отличная коррозионная и износостойкость, биосовместимость | Медицинские имплантаты, авиация и оборона, промышленное оборудование | |
Co-Ni-Cr | Высокая прочность, хорошая коррозионная и износостойкость, хорошая обрабатываемость | Авиация и оборона, промышленные установки, морские применения | |
Co-W | Высокая прочность, отличная износостойкость, хорошая обрабатываемость | Режущий инструмент, износостойкие детали, авиация и оборона | |
Титановые сплавы | Ti-6Al-4V | Отличное соотношение прочности к массе, коррозионная стойкость, биосовместимость | Авиация и оборона, медицинские имплантаты, спортивный инвентарь |
Ti-6Al-7Nb | Хорошая прочность и биосовместимость, низкий модуль упругости | Медицинские и зубные имплантаты, хирургические инструменты | |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | Высокая прочность, коррозионная стойкость, хорошая сопротивляемость ползучести | Авиация, морские применения, спортивный инвентарь | |
Ti-5Al-2.5Sn | Хорошая прочность, коррозионная стойкость, отличная формуемость | Авиация и оборона, медицинские имп implantаты, спортивный инвентарь | |
Ti-6Al-2Sn-4V-2Mo | Высокая прочность, коррозионная стойкость, хорошая усталостная прочность | Авиация и оборона, морские применения, спортивный инвентарь | |
Медные сплавы | Cu-10Sn | Высокая прочность, хорошая износостойкость, отличная обрабатываемость | Электрические соединители, электронные компоненты, переключатели |
Cu-8Ni-4Si | Хорошая прочность и коррозионная стойкость, отличная теплопроводность | Электрические контакты, радиаторы, электронные компоненты | |
Cu-Ni-Sn | Хорошая прочность и коррозионная стойкость, отличная электропроводность | Электрические контакты, электронные компоненты, переключатели | |
Cu-25Zn | Хорошая прочность и коррозионная стойкость, отличная теплопроводность | Теплообменники, электрические соединители, электронные компоненты | |
Cu-10Ni-4Si | Хорошая прочность и коррозионная стойкость, отличная теплопроводность | Электрические контакты, радиаторы, электронные компоненты |