Tìm hiểu phân bố kích thước hạt và dòng chảy ảnh hưởng như thế nào trong việc tối ưu hóa quá trình phun kim loại

Công nghệ Đúc phun kim loại (MIM) đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Tốc độ tăng trưởng hàng năm trên toàn cầu ước tính vượt hơn 11,9% từ năm 2019 đến năm 2025.

Với những yêu cầu khắt khe từ người dùng trong ngành ô tô, hàng không vũ trụ, hàng tiêu dùng và y tế, đòi hỏi bộ phận kim loại phức tạp và chất lượng cao hơn.

Để đạt được độ mịn và độ bền của các bộ phận kim loại theo đòi hỏi khắt khe của người sử dụng, các nhà sản xuất đúc phun kim loại (MIM) trong nước và quốc tế đang áp dụng các phương pháp nghiêm ngặt để kiểm tra bột kim loại họ sử dụng.

Để cải thiện chất lượng thành phẩm cần nắm rõ năm bước chính dưới đây của Quy trình đúc phun kim loại (MIM):

Năm bước chính của quy trình phun đúc kim loại (MIM)

Bước 1: Tạo hình bột kim loại

Sự phân bố kích thước hạt và hình dạng của các hạt ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của quá trình thiêu kết. Bột Spherical sẽ có mật độ bao phủ cao hơn và thường dùng phổ biến nhất cho các nhà sản xuất đúc phun kim loại (MIM). Để đạt được hiệu suất và chất lượng tốt nhất cho sản phẩm, bột góp một phần quan trọng trong quy trình sản xuất. Nếu bột có dạng hình cầu, nó sẽ hoạt động tốt nhất trong bước thứ năm của quá trình thiêu kết vì nó có nhiều bề mặt tiếp xúc nhiều hơn, ít thời gian thiêu kết hơn và tránh co rút, cho phép hoàn thành sản phẩm chính xác và tinh tế hơn.

Hầu hết các nhà sản xuất hiện đang sử dụng máy phân tích kích thước hạt laser và máy phân tích hình ảnh để xác định đường kính và hình dạng của hạt kim loại. Họ cũng sử dụng phương pháp này để so sánh bột kim loại nguyên tử được sản xuất qua các quy trình khác nhau và lựa chọn loại bột phù hợp nhất.

Sử dụng máy phân tích hình ảnh kích thước hạt tự động có thể giúp phân tích hiệu quả hình dạng và kích thước của bột. Ngoài ra, giám sát các thuộc tính bột có thể giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất.

Bước 2: Đúc nguyên liệu thô

Độ lưu động của nguyên liệu thô có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của thành phẩm. Độ lưu động của nguyên liệu thô ảnh hưởng đến tính đồng nhất của nguyên liệu nóng chảy, tốc độ của dòng chảy vào khuôn và tính chất cơ học. Nói một cách đơn giản, tính lưu động của bột có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thành phẩm. Và làm thế nào để chọn loại nhựa tốt để tăng tính lưu động là chìa khóa để cải thiện lợi thế sản xuất.

Đặc tính dòng chảy được xác định bởi một số yếu tố, bao gồm tỷ lệ thành phần chất kết dính và chất rắn, kích thước hạt, phân bố kích cỡ và hình dạng, nhiệt độ và tốc độ dòng chảy,…

Bằng cách sử dụng máy đo lưu biến, bạn có thể phân tích đặc tính dòng chảy và biến dạng của vật liệu trong các điều kiện liên quan, chẳng hạn như áp suất, tốc độ cắt và nhiệt độ. Dữ liệu kết quả đưa ra giúp lựa chọn tỷ lệ nhựa và kim loại tốt nhất, tối ưu hóa tính linh hoạt của nguyên liệu thô và đạt được kết quả sản xuất tốt nhất, từ đó có thể tránh các trường hợp như phun không đều và áp lực phun cao,…

Bước 5: Quá trình thiêu kết

Hình dạng kích thước hạt ảnh hưởng đến mật độ bao phủ và có ảnh hưởng đến độ cứng kim loại sau khi thiêu kết! Ở bước cuối cùng, bạn có thể sử dụng phương pháp Nhiễu xạ tia X để quan sát cấu trúc khoáng của kim loại và kiểm tra độ cứng của kim loại, còn được gọi là ứng suất dư.

Tóm lại, trang bị giải pháp phân tích ép phun kim loại tốt sẽ cung cấp các lợi ích sau:

Tối ưu hóa tỷ lệ hạt để giảm thiểu co rút và hình thành các  khoảng trống

  • Đảm bảo độ ổn định kích thước từ khả năng gia công nguyên liệu thích hợp sau khi tạo hình
  • Tối ưu hóa các đặc tính kết dính
  • Đảm bảo tính nhất quán các tính chất bột kim loại
  • Cung cấp bột kim loại, kiểm tra nguyên liệu đầu vào nhằm đảm bảo chất lượng
  • Đo lường độ cứng của kim loại được hình thành

Để tìm hiểu thêm về giải pháp phân tích kích thước hạt, phân tích hình thái hạt và đo tính lưu biến, vui lòng xem thêm một số thiết bị tiêu biểu của hãng Malvern Panalytical, do DKSH độc quyền phân phối:

Máy đo kích thước hạt Malvern Mastersizer 3000

Máy đo phân tích đặc tính hạt Malvern Morphology G3

Máy đo độ nhớt và đo tính lưu biến: Kinexus Pro

Viết bình luận

Bình luận của bạn sẽ được duyệt trước khi đăng lên