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基于复杂抽芯的金属粉末注射模设计*

2021-08-12张维合成永涛胥永林

模具制造 2021年5期

张维合,成永涛,胥永林

(广东科技学院,广东东莞 523083)

1 引言

金属粉末注射模简称MIM,即Metal Powder Injection Molding。它是一种用注射成型的方法制造复杂、精密合金零件的跨学科先进技术。它使用特制的金属粉末(微米级)与高品质的高分子塑料聚合物混合形成的MIM喂料,这种喂料能提供注射时的良好流动性,通过注射模成型坯件。坯件经高效的脱脂和烧结,合金零件密度可达到理论密度的99%。金属粉末注射成型制品密度均匀、光洁度好,一般无需后续加工,原料利用率接近100%,是21世纪最具革命意义的一种近净成型技术[1]。图1所示制品为医疗设备牙矫型架内的一个加镍不锈钢金属零件,制品批量较大,结构复杂,表面粗糙度值要求达到Ra0.80μm,尺寸精度要求达到IT5(GB/T1800.1-2009),由于采用普通的机械制造方法加工难度大,效率低,且材料浪费多,为节省成本,采用金属粉末注射成型技术。

图1 制品结构图

2 制品结构分析

金属粉末注射成型制品重量一般不超过250g[2],但该制品尺寸较大,重量约350g,最大外形尺寸:171.00×67×34.50mm,平均壁厚为2.2mm,制品重量是MIM注射模结构设计需面对的难点之一。另外,制品结构复杂,有4个地方需要侧向抽芯,而且都在定模侧,定模侧向抽芯是模具设计需面对的难点之二。

3 树脂和喂料配比及收缩率确定

加镍不锈钢金属粉末颗粒尺寸为0.2μm,有机胶粘剂采用尼龙PA12,它是金属粉末的载体,作用是粘接金属粉末颗粒,使喂料在注射机料筒中加热后具有流变性和润滑性。尼龙的优点是用量少,和金属不会起化学反应,脱脂时易去除[3]。……

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