MIM(金屬注射成型)設計模具公差要求嚴格,最重要的是復雜的細節問題,這是很難的,在這個過程中要懂得精益求輕,克服重重困難。
較高的公差精度、無飛邊、超級高的表面質量,所有這些標準都是金屬零件壓鑄模制造過程中所必須滿足的一些要求。
MIM模具的結構最適合于中小型零件的生產。在運用的方面有更大的零件,如高爾夫球桿桿頭的更換件??傊?,注塑模和金屬壓鑄模的制造無論對質量和服務都有很高的要求。MIM模具制造商最重要的要看其紀律性和組織性如何,是否是一家較大的工廠,是否采用ISO標準,其一切程序是否規范。如果涉及到MIM模具制造這樣的復雜事情,模具制造商毫無組織能力,那么將會碰到災難。質量是關鍵,質量和快速周轉是其中重要有難度的。
首先,模具的設計要有很好的計劃。因為這是成敗的基礎和關鍵。它應該包括優良的冷卻水線路布局和分型線鎖緊裝置,以防止加工生產中模具的錯位、一副能很好支持模腔和型芯側壁的模具框架、一種適合于特定零件脫模的方法。MIM模具的基本結構與注塑模相似,只有很少幾個例外。其中包括模腔和型芯鋼材、關閉角配合件和滑塊的選用、使材料具有良好流動性的流道系統的設計、閘門的位置、通氣深度、模壓成形區域的表面質量、應用于模腔和型芯細節的鍍層正確選擇。
“由于許多模具制造商一般根據設計圖開始制造模具,因此當制造模具時,他們給予機械師和制模工人很多的自由度進行細節設計。但這種方法一般對MIM模具的制造是無效的。”他說,“模具制造商和MIM制模工人不是去觀察一個模具的布局,他們的主要任務是研究和觀察一整套詳細的圖紙。他們花費在模具正面細節設計的時間越多,那么其模具獲得操作成功所花費的時間就越少。細節設計包括模具零件材料的選用、模具和模腔的公差、表面質量和涂層、閘門和流道的尺寸、通氣口位置和尺寸、壓力傳感器位置。在MIM模具的成功制造中,脫模和冷卻已成為關鍵的問題。”
(1) 模腔/型芯使用的鋼材,模腔/型芯使用的鋼材應能承受模壓成形材料引起的磨損。“凡是與模壓成形復合材料接觸的鋼材(包括閘門和流道),都應該由高耐磨性的高含鉻量和高硬度工具鋼制成,如D-2或A-2工具鋼?!彼u價說,“H-13鋼材也可,因為其硬度高,還電鍍了一層高硬度涂層。凡是不與模壓成形復合材料接觸的任何細節零件,都可用更標準的S-7類工具鋼制造?!?
(2) 關閉角/滑塊 “在MIM模具生產工藝中,飛邊是一個嚴重的問題,對制模工人來說是一個實質性的問題。” “為了防止出現這種問題,所有關閉角和滑動區域的良好配合是十分重要的,只有這樣,才能生產出一個優質的MIM零件。模具制造商必須通過使用三角法計算滾動尺寸,然后應用這個知識檢查陰、陽面鋼材的關閉角,保證使其在他所計算尺寸的±0.0001公差范圍之內?!比藗冃枰3值墓钜话銓τ诮饘倌>叨砸呀浭窍喈斁_的,因為MIM模具的供料件對飛邊很敏感,很容易產生飛邊。“如果塑料件產生飛邊,很容易將飛邊清除掉,但如果是金屬,其飛邊就會如刀鋒那樣造成問題?!彼忉屨f,“您必須制造一個不會產生飛邊的模具。
(3) 通氣口深度,在各種模具中,為了釋放由模壓材料產生的內部氣體,采用良好的通氣口是十分關鍵的。他指出,MIM模具在通氣口深度方面是與注塑模有很大不相同的。“一個典型的塑料模具,根據其模壓樹脂的不同,可能到處都有0.0005-0.002in深的通氣口,而MIM模具肯定會在這些通氣口的深處產生飛邊,” “MIM模具的通氣口深度一般在0.0001-0.0002in之間,但也可能隨著選用的不同模壓復合金屬材料而變化。” 好的供料在之后的凝固過程中,收縮率極低?!盀榱吮M量加強形狀保持力度,因此大量使用了金屬粉末填充劑,其用量往往接近體積的70%?!?/span>這是因為“為了能夠獲得高填充給料的良好流動性,采用了低分子量的分子和粘結劑,使MIM供料產生很高的飛邊靈敏度,類似于許多填充尼龍材料所顯示的特性。石蠟和聚乙烯/甘油基供料比乙酰基供料有較好的特性,但會影響到其較高的飛邊靈敏度?!?
(4) 拋光 MIM零件的另一個關鍵區域是模壓成型區的表面質量。“從模腔區脫模在很大程度上取決于模腔和型芯工具鋼的表面質量,因為在模壓成形過程中,其收縮率極低。” “金屬模壓件的收縮并不會真的發生,除非粘結劑材料通過后模壓成形工藝被抽取出來。因此,模壓成型區的拋光十分關鍵。一般來說,模壓表面應達到600復合光潔度,可能在很少的情況下需要達到金剛石光潔度?!?
(5) 電鍍 “如鉻或鎳那樣的高硬度電鍍層將能增強模壓金屬件脫模過程中的效率,再結合高拋光表面,使其能產生更好的效果?!?/span> “有些類型的鉻和鎳添加了釋放劑,其目的是為了提高它們的脫模特性?!?/span>
節選自Lewis先生是Matrix 工具公司《金屬注射成型MIM模具的設計》