Литье под давлением и литье под давлением металла: в чем разница?

Что такое литье под давлением?

Литье под давлением — это производственный процесс, который включает заливку или впрыскивание расплавленного металла в формы, известные как умирает. Металл, обычно используемый в этом процессе, может включать цинк, алюминий и их сплавы. Вам предстоит совершить путешествие по процедуре, широко распространенной благодаря ее эффективности при крупносерийном производстве.

Когда вы начинаете литье под давлением, металл плавится в печи, а затем впрыскивается в матрицы под высоким давлением. Этот метод популярен благодаря своей способности производить детали с точностью, сложными деталями и превосходным качеством поверхности — качества, востребованные в таких секторах, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и электроника.

Литье под давлением пользуется большим спросом у производителей из-за его способности производить однородные детали стабильного качества. Независимо от того, используете ли вы его для создания сложных компонентов коробки передач для автомобилей или изящных и прочных корпусов для электроники, литье под давлением является основой современного производства, особенно когда точность и объем имеют решающее значение.

Процесс литья под давлением

 Существует три основных типа процессов литья под давлением: литье под давлением, литье под давлением с холодной камерой и литье под давлением с горячей камерой.

Гравитационное литье под давлением
При гравитационном литье под давлением расплавленный металл выливается прямо из ковша в полупостоянную или постоянную матрицу. Полость заполняется без какой-либо силы, кроме гравитации. К преимуществам гравитационного литья под давлением можно отнести возможность получения плотных, качественных отливок с отличными механическими свойствами, пригодных для термической обработки. Это экономически эффективно для производства малых и средних объемов.

Литье под давлением в холодной камере
При литье под давлением с холодной камерой плавильная печь расположена отдельно от машины для литья под давлением. Для каждого цикла точное количество расплавленного металла заливается в необогреваемую дробовую камеру машины; затем гидравлический плунжер нагнетает металл в матрицу под высоким давлением от 2000 до 20 000 фунтов на квадратный дюйм. Литье под давлением с холодной камерой используется для сплавов с более высокими температурами плавления, таких как алюминий. Он производит прочные и долговечные детали, но имеет более медленное время цикла, чем горячая камера.

Литье под давлением с горячей камерой
При литье под давлением с горячей камерой механизм впрыска погружается в ванну расплавленного металла, который подается в матрицу через гибкую шейку и поршень. В начале каждого цикла поршень втягивается, позволяя гибкой шейке наполниться расплавленным металлом. Затем поршень проталкивает металл через гибкую шейку в матрицу под давлением 1000–5000 фунтов на квадратный дюйм. Литье под давлением с горячей камерой используется для сплавов с низкой температурой плавления, таких как цинк и магний. Это позволяет сократить время цикла и производить сложные детали с уменьшенной пористостью.

Применение для литья под давлением

Автомобильная промышленность: Литье под давлением широко применяется в автомобильной промышленности. Вы найдете такие компоненты, как блоки двигателей, детали трансмиссии и элементы конструкции, изготовленные с помощью этого процесса. Возможность быстро и эффективно производить прочные и долговечные детали делает литье под давлением предпочтительным выбором для автомобильных инженеров.

• Компоненты двигателя
• Редукторы
• Автомобильные рамы

Аэрокосмическая промышленность: Аэрокосмическая промышленность ценит литье под давлением для создания сложных деталей, требующих точность и выдерживает суровые условия. Такие компоненты, как шасси, приборы кабины и детали двигателя, обычно отливаются под давлением.

• Корпуса приборов
• Детали шасси
• Компоненты двигателя

Электроника: В электронике литье под давлением используется для создания таких изделий, как разъемы, корпуса и радиаторы. Эти детали выигрывают от способности литья под давлением образовывать сложные конструкции с высоким уровнем теплопроводности.

• Радиаторы
• Разъемы
• Корпуса

Что такое литье металла под давлением?

Литье металлов под давлением (MIM) предлагает вам производственный процесс для производства сложных деталей в средних и больших объемах. МИМ сочетает в себе свободу дизайна и сложность форм, присущих литью пластмасс под давлением, с исключительной прочностью и целостностью металла.

Вот краткий обзор MIM:

• Материалы: ваш выбор материалов в MIM обычно включает черные металлы, такие как нержавеющая сталь, что обеспечивает значительную прочность и долговечность конечного продукта.
• Сила и точность: Детали MIM известны своей впечатляющей прочностью и точностью. Они поддерживают жесткие допуски, что делает их пригодными как для промышленный и медицинский Приложения.
• Сложная геометрия и тонкие стены: С помощью MIM вы можете создавать детали сложной геометрии и с тонкими стенками, что может быть затруднительно или невозможно при использовании традиционных процессов металлообработки.

Процесс литья металла под давлением

Ваше понимание MIM начинается с его основного материала — сырье Состоит из мелкодисперсного металлического порошка и полимерного связующего материала. Обычные металлы, используемые в этом процессе, включают нержавеющую сталь, титан, никелевые и медные сплавы. На начальных этапах MIM похож на литье пластмасс под давлением; сырье нагревается до тех пор, пока оно не станет вязким и его можно будет впрыскивать в полость формы.

После того, как формованная деталь застынет, начинается процесс снятия связующего. Это влечет за собой удаление большей части связующего, что подготавливает деталь к спеканию. Во время спекания ваша деталь подвергается воздействию высоких температур, которые связывают частицы металла и обеспечивают целостность.

После спекания вы обнаружите, что деталь значительно усадилась — обычно в пределах 15-20%. Однако процесс спекания позволяет добиться превосходной точности размеров и качества поверхности, часто сводя к минимуму необходимость последующей механической обработки. Технология MIM очень эффективна с точки зрения затрат при производстве мелких деталей в больших объемах благодаря меньшему количеству отходов материала и возможности поддерживать жесткие допуски без обширных отделочных работ.

В конечном счете, литье металлов под давлением предлагает уникальное сочетание качества, эффективности и универсальности производственных процессов. Его способность использовать различные металлы и достигать определенных характеристик материала, таких как твердость, прочность на разрыв и термостойкость, делает его ценным процессом во многих отраслях.

Применение для литья металлов под давлением (MIM)

Литье металлов под давлением (MIM) является точным и экономически эффективным и особенно подходит для массового производства компонентов малого и среднего размера. Вы найдете применение MIM в различных отраслях промышленности благодаря его способности создавать сложные формы с превосходным качеством поверхности.

Аэрокосмическая и автомобильная промышленность:

• MIM идеально подходит для изготовления таких деталей, как дверные ручки, петли и компоненты двигателя, благодаря своей высокой прочности и долговечности.

Медицинские и стоматологические:

• Медицинская промышленность извлекает выгоду из точности MIM при создании хирургических инструментов, имплантатов и брекетов, требующих биосовместимости.

Бытовая электроника:

• Небольшие компоненты, такие как детали мобильных телефонов или сборки камер, используют возможности MIM в области миниатюризации и детального проектирования.

Огнестрельная промышленность:

• MIM используется для изготовления различных компонентов огнестрельного оружия, включая спусковые крючки, курки и детали прицела, для которых требуются строгие допуски и прочность.

Общепромышленное оборудование:

• Вы найдете MIM в производстве компонентов насосов, соединителей и клапанов благодаря ее возможностям крупносерийного производства и стабильности.

В этих приложениях MIM обеспечивает следующие преимущества:

• Материалы высокой плотности с отличными механическими свойствами.
• Возможность интеграции таких функций, как резьба, шестерни и внутренние каналы, без вторичных операций.
• Производство деталей, близких к окончательной форме, с минимизацией отходов.

Литье под давлением против MIM: преимущества и недостатки

Преимущества MIM перед литьем под давлением

1. MIM может производить небольшие и сложные детали со сложными характеристиками и тонкими стенками, которые было бы сложно или невозможно выполнить при литье под давлением.
2. MIM предлагает более широкий ассортимент материалов, включая черные металлы, нержавеющие стали, титан и никелевые сплавы. Литье под давлением обычно ограничивается цветными металлами, такими как алюминий, цинк и магний.
3. Детали MIM обладают превосходными механическими свойствами, высокой прочностью и износостойкостью благодаря процессу спекания.
4. MIM обеспечивает более жесткие допуски и может иметь точность до 0,3 мм.
5. MIM практически не имеет отходов, поскольку весь материал впрыскивается непосредственно в форму.

Недостатки MIM по сравнению с литьем под давлением

1. MIM обычно дороже, чем литье под давлением, из-за сложной оснастки и нескольких этапов обработки.
2. MIM имеет меньший срок службы штампа (150–300 тыс. выстрелов) по сравнению с литьем под давлением (более 1 миллиона выстрелов).
3. Детали MIM могут значительно усаживаться (до 30%) во время спекания, что требует тщательного проектирования пресс-формы. Литье под давлением имеет гораздо меньшую усадку.
4. MIM имеет высокие первоначальные затраты на автоматизацию и настройку.

Преимущества литья под давлением перед MIM

1. Литье под давлением обычно дешевле, чем MIM, а в некоторых случаях даже дешевле 30%.
2. Литье под давлением имеет более длительный срок службы (более 1 миллиона выстрелов) по сравнению с MIM (150–300 тысяч выстрелов).
3. Литье под давлением не требует дополнительных операций после извлечения детали из формы.
4. При литье под давлением могут использоваться вставки и детали из других материалов, заделанные в отливку.

Недостатки литья под давлением по сравнению с MIM

1. Литье под давлением не позволяет производить мелкие, сложные детали с тонкими деталями и тонкими стенками.
2. Литье под давлением ограничивается преимущественно цветными металлами. Черные металлы имеют очень высокие температуры плавления, что сокращает срок службы штампа.
3. Пористость из-за захваченных газов является распространенной проблемой при литье под давлением, снижая механическую прочность.
4. Для литья под давлением требуются дорогостоящие штампы, способные выдерживать высокое давление и температуру расплавленного металла.

Таким образом, MIM превосходно справляется с производством небольших и сложных деталей с превосходными механическими свойствами из широкого спектра материалов. Однако оно дороже и имеет более продолжительный цикл, чем литье под давлением. Литье под давлением более экономично и подходит для изготовления более простых и крупных деталей из цветных металлов с более быстрым временем производства, но с проблемой сложных деталей и пористости.

Сравнение: литье металлов под давлением и литье под давлением

1. Точность и допуски

Литье металлов под давлением (MIM): MIM позволяет изготавливать очень точные детали с относительно жесткими допусками, обычно с точностью до 0,3 мм. Такая точность достигается за счет использования мелкозернистых металлических порошков, которые позволяют создавать детализированную и сложную геометрию.

Литье под давлением: Литье под давлением обычно обеспечивает хорошую точность размеров, но не такую высокую, как MIM. Типичный допуск для литья под давлением составляет около ±0,0005 дюйма, что менее точно по сравнению с возможностями MIM. Изменения размеров часто требуют дополнительной обрезки для соответствия спецификациям.

2. Необходимые материалы

Литье металлов под давлением (MIM): MIM может использовать широкий спектр материалов, включая черные и цветные металлы, нержавеющие стали, титан и никелевые сплавы. Такая универсальность позволяет производить детали с особыми свойствами, адаптированными для различных применений.

Литье под давлением: В основном используются цветные металлы, такие как алюминий, цинк и магний. Хотя при литье под давлением могут использоваться черные металлы, эти материалы имеют очень высокие температуры плавления, что может значительно сократить срок службы формы.

3. Сравнение скорости

Литье металлов под давлением (MIM): Процесс MIM включает в себя несколько этапов, включая смешивание, литье под давлением, удаление связующих и спекание, что обычно делает его медленнее, чем литье под давлением. Однако после налаживания производства MIM сможет эффективно производить большие объемы деталей.

Литье под давлением: литье под давлением, известное своими быстрыми производственными возможностями, происходит быстрее и особенно подходит для крупносерийного производства. Этот процесс позволяет быстро создавать крупные детали благодаря технологии впрыска под высоким давлением.

4. Отделка поверхности

Литье металлов под давлением (MIM): Обычно обеспечивает высококачественную отделку поверхности, которая часто не требует дополнительной постобработки. Процесс спекания помогает добиться гладкой поверхности.

Литье под давлением: Детали обычно выходят из формы с хорошей отделкой поверхности, но может потребоваться обрезка лишнего металла. Качество поверхности обычно считается средним по сравнению с MIM.

5. Производственные затраты

Литье металлов под давлением (MIM): Хотя первоначальные затраты на установку и оснастку могут быть высокими, MIM может быть экономически эффективным для производства сложных деталей в больших объемах благодаря сокращению отходов и минимальным потребностям в постобработке.

Литье под давлением: Как правило, менее затратен с точки зрения первоначальных затрат и более экономичен при производстве более крупных деталей и в больших объемах. Однако экономическая эффективность снижается для очень сложных или небольших деталей.

6. Различия в пресс-формах

Литье металлов под давлением (MIM): Формы, используемые при MIM, могут быть менее долговечными по сравнению с литьем под давлением и обычно выдерживают от 150 000 до 300 000 выстрелов. Однако формы MIM позволяют усложнить конструкцию деталей.

Литье под давлением: Формы рассчитаны на высокое давление и температуру, что делает их более долговечными и имеет ожидаемый срок службы более 1 миллиона выстрелов. Однако они предлагают меньшую гибкость с точки зрения сложности деталей по сравнению с формами MIM.