Kajian tentang kelakuan pensinteran serbuk keluli tahan karat 316L dalam proses MIM

Gambaran keseluruhan proses MIM

Acuan suntikan logam MIM ialah proses pembuatan termaju yang menggabungkan metalurgi serbuk dan teknologi acuan suntikan plastik. Ia amat sesuai untuk pengeluaran bahagian logam yang kecil dan kompleks. Keluli tahan karat 316L telah menjadi salah satu bahan yang paling banyak digunakan dalam proses MIM kerana rintangan kakisan yang sangat baik dan sifat mekanikal yang baik. Proses MIM merangkumi empat langkah utama: pencampuran, pengacuan suntikan, penyahgris dan pensinteran. Pensinteran ialah langkah paling kritikal, yang menentukan ketumpatan akhir, ketepatan dimensi dan sifat mekanikal bahagian tersebut. Kajian mendalam tentang tingkah laku pensinteran serbuk 316L adalah sangat penting untuk mengoptimumkan parameter proses dan meningkatkan kualiti produk.

Ciri-ciri serbuk dan mekanisme pensinteran

Ciri-ciri serbuk keluli tahan karat 316L mempunyai kesan yang ketara ke atas tingkah laku pensinteran. Saiz zarah serbuk biasanya dikawal dalam julat 10-30 μm, dan taburan saiz zarah mempengaruhi kelajuan pensinteran ketumpatan dan ketumpatan akhir. Morfologi serbuk terutamanya sfera, yang bermanfaat kepada kecairan dan ketumpatan pembungkusan. Semasa proses pensinteran, zarah serbuk ditumpat melalui mekanisme resapan, termasuk resapan permukaan, resapan sempadan butiran dan resapan isipadu. Suhu pensinteran biasanya dalam julat 1300-1400°C, dan masa penahanan adalah 1-3 jam. Peningkatan suhu mempercepatkan proses resapan, tetapi suhu yang terlalu tinggi boleh menyebabkan butiran kasar dan saiz yang tidak terkawal. Suasana pensinteran biasanya menggunakan hidrogen atau vakum. Hidrogen boleh mengurangkan oksida permukaan dan menggalakkan pensinteran.

Analisis proses ketumpatan

Proses pemampatan pensinteran boleh dibahagikan kepada tiga peringkat: peringkat awal, peringkat pertengahan dan peringkat akhir. Pada peringkat awal, pembentukan dan pertumbuhan leher antara butiran berlaku terutamanya, dan ketumpatan meningkat daripada kira-kira 60% kepada kira-kira 75%. Di peringkat pertengahan, rangkaian liang yang disambungkan terbentuk, dan ketumpatan meningkat daripada kira-kira 75% kepada kira-kira 90%. Pada peringkat kemudian, liang-liang ditutup dan secara beransur-ansur dihapuskan, dan ketumpatan boleh mencapai lebih daripada 95%. Kadar ketumpatan dipengaruhi oleh banyak faktor seperti suhu, masa, sifat serbuk dan ketumpatan hijau awal. Persamaan ketumpatan menerangkan perubahan ketumpatan dengan masa dan suhu, menyediakan asas teori untuk pengoptimuman proses.

Kawalan pengecutan dimensi

Pengecutan dimensi semasa proses pensinteran adalah salah satu kesukaran dalam proses MIM. Pengecutan linear biasanya 15-20%, dan pengecutan bahan isotropik harus seragam. Walau bagaimanapun, dalam pensinteran sebenar, disebabkan oleh faktor seperti graviti dan geseran, pengecutan adalah anisotropik, mengakibatkan sisihan dimensi bahagian. Kaedah untuk mengawal keseragaman pengecutan termasuk: mengoptimumkan proses nyahgris untuk mengurangkan tekanan sisa; menggunakan struktur sokongan untuk mengelakkan ubah bentuk; mengawal kadar pemanasan untuk mengelakkan tekanan haba; dan meramalkan pengecutan dengan tepat untuk pampasan acuan. Ramalan pengecutan yang tepat adalah kunci untuk memastikan ketepatan dimensi bahagian.

Sifat mekanikal dan kawalan kualiti

Bahagian keluli tahan karat 316L yang disinter harus mencapai sifat mekanikal yang hampir dengan bahan palsu. Penunjuk prestasi biasa termasuk: ketumpatan lebih besar daripada 7.6g/cm3, kekerasan HRB70-80, kekuatan tegangan 450-550MPa, dan pemanjangan 30-40%. Sifat mekanikal dipengaruhi oleh faktor seperti ketumpatan, saiz butiran, dan morfologi liang. Kawalan kualiti termasuk ujian ketumpatan, ukuran dimensi, ujian sifat mekanikal dan analisis metalografik. Ujian ketumpatan menggunakan kaedah Archimedes atau kaedah saliran. Pengukuran dimensi menggunakan mesin pengukur koordinat tiga dimensi atau alat pemeriksaan khas. Ujian sifat mekanikal termasuk ujian tegangan, ujian kekerasan dan ujian impak. Analisis metalografi memerhatikan taburan liang, saiz butiran dan kandungan kemasukan. Wujudkan sistem pengurusan kualiti yang lengkap untuk memastikan prestasi setiap kelompok produk adalah stabil dan boleh dipercayai.