Spuitgietpoeder verwijst naar een type basismateriaal dat gebruikt wordt bij poederspuitgieten, een industrieel productieproces om complexe metalen onderdelen met hoge precisie te maken. Dit poeder is een mengsel van fijne metaalpoeders en polymeerbindmiddelen die in grote volumes spuitgegoten kunnen worden tot complexe netvormige onderdelen.
Voordelen van het gebruik van spuitpoeder
Het gebruik van spuitgietpoeder heeft verschillende voordelen ten opzichte van andere productiemethoden:
- Maakt hoog volumeproductie mogelijk van ingewikkelde, gedetailleerde metalen onderdelen
- Nauwere toleranties, betere resolutie en fijnere oppervlakteafwerkingen
- Weinig materiaalafval bij machinale bewerking
- Complexe geometrieën mogelijk
- Bereik van materialen zoals roestvrij staal, gereedschapsstaal, wolfraamlegeringen
- Kostenbesparingen door minder secundaire verwerking
Samenstelling van spuitgietpoeder
Spuitgietpoeders bevatten de volgende bestanddelen:
| Onderdeel | Details |
|---|---|
| Metaalpoeder | Zeer fijne poeders van roestvrij staal, gereedschapsstaal, wolfraamlegeringen enz. Deeltjesgrootte 1 - 20 micron |
| Binder | Was of thermoplastische polymeren zoals polyethyleen, polypropyleen. 20-40% (volume) |
| Smeermiddelen | Stearinezuur, oliezuur. 1-2% in gewicht |
Kenmerken van gebruikte metaalpoeders
De metaalpoedercomponent heeft specifieke eigenschappen die hem geschikt maken voor spuitgieten:
- Deeltjesgrootte tussen 1-20 micron
- Sferische morfologie
- Vloeibaarheid belangrijk voor het vullen van mallen
- Schijnbare dichtheid 2-4 g/cc
- Dichtheid kraan 4-6 g/cc
Normen voor metaalpoeders
De gebruikte metaalpoeders moeten voldoen aan de samenstellings- en korrelnormen:
| Standaard | Details |
|---|---|
| ISO 4490 | Chemische samenstelling van gereedschapsstaal |
| ASTM B822 | Spec voor samenstelling van wolfraamlegeringen |
| DIN ISO 4497 | Deeltjesgrootteverdeling voor metaalpoeders |
Stappen in het productieproces
Het productieproces bestaat uit de volgende belangrijke stappen:
- Mengen - Homogeen mengen van metaalpoeder en bindmiddelcomponenten
- Pelletiseren - Granulatie tot grondstofpellets voor injectie
- Spuitgieten - Grondstoffen verhitten en in de mal injecteren
- Ontbinding - Verwijderen van polymeer bindmiddelen
- Sinteren - Pellets verhitten om metaaldeeltjes te smelten door diffusie
Toepassingen van spuitgegoten onderdelen
Spuitgietpoeder kan worden gebruikt om verschillende ingewikkelde en zeer nauwkeurige onderdelen te maken in verschillende industrieën:
| Industrie | Componenten |
|---|---|
| Automobiel | Tandwielen, nokken, riemschijven |
| Lucht- en ruimtevaart | Turbineschoepen, waaiers |
| Medisch | Orthopedische implantaten, tandheelkundige implantaten |
| Klant | Horlogekastjes, zaklampbehuizingen |
Voordelen van spuitgieten voor de productie van onderdelen
Het spuitgietproces van metaal biedt unieke voordelen:
- Ingewikkelde vormen, fijne kenmerken
- Nauwe toleranties tot +/- 0,005 inch
- Fijne oppervlakteafwerkingen
- Diverse materiaalopties
- Hoge productievolumes
Beperkingen van het productieproces
Er zijn ook enkele beperkingen:
- Gewicht onderdeel beperkt tot < 400 g
- Wanddikte > 0,4 mm
- Assemblages nodig voor complexe geometrieën
- Duur gereedschap voor mallen
- Dimensionale veranderingen tijdens sinteren
Wereldwijde leveranciers van grondstoffen
Veel internationale bedrijven leveren kant-en-klaar basismateriaal voor spuitgieten:
| Bedrijf | Plaats | Materialen |
|---|---|---|
| BASF | Duitsland | 316L roestvrij staal, titaniumlegeringen |
| Sandvik | Zweden | Roestvrij staal, gereedschapsstaal |
| GKN | Groot-Brittannië | Aluminium- en magnesiumlegeringen |
| Rio Tinto | Australië | Metalen en keramische geïnjecteerde mengsels |
Indicatieve prijzen
| Materiaal | Prijsbereik |
|---|---|
| Roestvrij staal | $50-70 per kg |
| Gereedschapstaal | $45-65 per kg |
| Zware legering wolfraam | $130-170 per kg |
De prijs is afhankelijk van de bestelvolumes, de aanpassingsbehoeften en economische factoren.
Voor- en nadelen van het gebruik Spuitgietbare poeders
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
| Ingewikkelde en complexe vormen | Beperkte afmetingen en gewicht |
| Nauwere toleranties | Duur gereedschap en dure apparatuur |
| Fijne oppervlakteafwerking | Dimensionale veranderingen tijdens sinteren |
| Gamma materialen | Vaak is nabewerking nodig |
| Hoge productie, lage kosten per onderdeel | Broze materialen hebben de neiging te barsten |
| Minder afval | Beperkt de materiaalkeuze |
FAQ
V: Wat is de typische samenstelling van spuitgietpoeders?
A: Ze bevatten 80-90% metaalpoeder, 8-20% bindmiddel en 1-2% smeermiddelen per gewicht. Gebruikelijke bindmiddelen zijn was, PP, PE en PEG.
V: Welke grootte worden de poeders gebruikt?
A: Poeders tussen 1-20 micron worden gebruikt. Fijner poeder verbetert de dichtheid, maar kan gevoelig zijn voor agglomeratie.
V: Hoeveel krimp treedt er op tijdens het sinteren?
A: Tot 20% lineaire krimp van onderdelen treedt op tijdens sinteren in vloeibare fase. Hiervoor moet rekening worden gehouden bij het ontwerp van het gereedschap.
V: Wat veroorzaakt scheuren in spuitgegoten onderdelen van gesinterd metaal?
A: Niet-uniforme verwarming in ovens, gebruik van snelle koeling na sinteren, slechte poedermenging en keuze van brosse legeringen.
V: Welke materiaalopties bestaan er voor spuitgietpoeders?
A: Roestvrij staal, gereedschapsstaal, zware wolfraamlegeringen, koperlegeringen, titanium en titaniumlegeringen.
