Powder Injection Molding
Редакционный перевод названия: Порошковое литьё под давлением
Монография 1990 Английский 521 стр.
Полное предисловие — дословный перевод Blades.ru
Эта книга содержит подробное описание принципов, относящихся к порошковому литью под давлением (PIM) и связанным с ним методам формования порошков с помощью связующего. Цель состоит в том, чтобы дать общее понимание стадий, вариантов, проблем и возможностей, связанных с этими перспективными производственными процессами. Книга в значительной степени написана независимо от конкретного материала; описания процессов и результаты приводятся там, где это уместно, для металлов, керамики…
Эта книга содержит подробное описание принципов, относящихся к порошковому литью под давлением (PIM) и связанным с ним методам формования порошков с помощью связующего. Цель состоит в том, чтобы дать общее понимание стадий, вариантов, проблем и возможностей, связанных с этими перспективными производственными процессами. Книга в значительной степени написана независимо от конкретного материала; описания процессов и результаты приводятся там, где это уместно, для металлов, керамики, интерметаллических соединений, керметов и композитов. Это позволяет сравнивать и сопоставлять различные методы PIM.
Быстрый рост PIM вызвал значительный интерес. Те, кто ещё не вполне знаком с PIM, найдут эту книгу полезной отправной точкой. Те, кто уже применяет PIM, также могут извлечь пользу из изложения важных принципов. Поэтому книга предназначена служить справочным изданием для практикующих инженеров и исследовательского персонала. Студенты университетов и исследователи также найдут её полезной для понимания основ, лежащих в основе современной производственной практики.
В книге рассматриваются принципы, связанные с процессом, включая получение и выбор порошка, составление связующего, смешивание, реологические вопросы, формование и спекание. Фирменные процессы не выделяются, поскольку общие принципы сохранят значение ещё долго после того, как современные производственные технологии изменятся. Книга организована в три основных раздела. В первом разделе (главы с первой по седьмую) даётся введение в процесс PIM и излагаются основы, относящиеся к упаковке порошка, связующим и реологии суспензий. Первая глава даёт обзор процесса, помогающий понять, как его различные аспекты связаны между собой. Второй раздел (главы с восьмой по семнадцатую) посвящён отдельным стадиям процесса: смешиванию, гранулированию, формованию, удалению связующего, спеканию и уплотнению после спекания. Второй раздел завершается описанием альтернативных процессов, использующих те же концепции, что и порошковое литьё под давлением. Третий раздел (главы с восемнадцатой по двадцатую) посвящён производственным вопросам, связанным с проектированием деталей, контролем продукции и процесса, контролем качества и областями применения. Этот раздел завершается описанием роста PIM и перечнем проблемных областей.
Этот новый процесс формования порошков вызывает большой энтузиазм. Это отражается в быстром росте коммерческих применений PIM. Критический вопрос состоит в том, может ли такой быстрый рост продолжаться. В отличие от прежних технологий, PIM обладает несколькими уникальными факторами, указывающими на очень высокую вероятность дальнейшего расширения. К ним относятся разнообразие исходных материалов, наличие нескольких поставщиков оборудования, подтверждённые примеры успеха, формирующиеся стандарты отраслевых ассоциаций, превосходное сотрудничество университетов и промышленности, несколько технических конференций и образовательные программы как для пользователей, так и для изготовителей. Эта книга добавит один из компонентов, которые помогут PIM выйти за пределы стадии становления, предоставив прочную инженерную и научную основу для будущего.
Комментарий Blades.ru
Классическая монография Рэндалла Германа, которая раскладывает PIM как единую инженерную систему: порошок и его упаковку, связующее и реологию, смешивание и литьё, удаление связующего, спекание, оснастку, проектирование детали и контроль серийного процесса. Для Blades.ru это прежде всего фундаментальный источник о формованных порошковых металлах и карбидных материалах, а не инструкция по изготовлению клинка.
Главное перед чтением
Что знать заранее
- Основы порошковой металлургии
- Физическая химия и реология
- Основы спекания и термической обработки
Кому подойдёт
- Основная аудитория — инженеры и исследователи PIM/MIM/CIM, которым нужен связный фундаментальный разбор всей производственной цепочки и причин дефектов.
- Продвинутому ножевому мастеру книга полезна для понимания происхождения формованных порошковых деталей и ограничений материалов, но не как домашний технологический регламент.
Сильные стороны
- Книга охватывает весь маршрут PIM в причинной последовательности и связывает свойства порошка и связующего с заполнением формы, усадкой, плотностью, дефектами и итоговой геометрией.
- Материал-независимое изложение позволяет сопоставлять металлические, керамические, интерметаллидные и керметные системы и видеть общие ограничения технологии.
Что даст ножеделу
PIM применим к металлическим и карбидным деталям сложной формы и объясняет роль порошка, связующего, пористости и спекания, однако книга не посвящена производству клинков или выбору ножевых сталей.
Ограничения издания
- Издание фиксирует состояние технологии на 1990 год: конкретные коммерческие связующие, оборудование, стандарты и зрелость рынка требуют проверки по современной документации.
Что внутри
Introduction to PIM
Обзор технологической цепочки порошкового литья под давлением, её терминологии, вариантов и места среди методов формования порошков.
Понимать общую последовательность PIM и назначение каждой стадии.Particle Packing Density
Упаковка частиц, распределения размеров, форма порошка и предельная доля твёрдой фазы в смеси.
Оценивать влияние гранулометрии на загрузку порошка и усадку.Powder Characteristics
Характеристики металлических и керамических порошков, методы измерения и критерии выбора для PIM.
Связывать свойства порошка с формуемостью и качеством изделия.Binders
Функции, состав и свойства полимерных и иных связующих систем для приготовления формовочной массы.
Различать требования к связующему на стадиях формования и удаления.Powder-Binder Mixture Density
Плотность смеси порошка со связующим, объёмная доля компонентов и расчёт технологической загрузки.
Рассчитывать и интерпретировать плотность исходной смеси.Rheology
Течение высоконаполненных суспензий, вязкость, скорость сдвига и устойчивость формовочной массы.
Понимать реологические ограничения заполнения формы.Thermo-Mechanical Properties
Тепловые и механические свойства порошково-полимерной смеси, влияющие на переработку и охлаждение.
Учитывать тепловое расширение, модуль и температурные переходы смеси.Mixing
Оборудование и режимы смешивания, достижение однородности и предотвращение сегрегации порошка и связующего.
Выбирать параметры смешивания и признаки однородной массы.Pelletizing
Гранулирование подготовленной смеси для стабильной подачи и воспроизводимого литья.
Понимать роль размера и качества гранул в питании машины.Molding
Заполнение полости, давление, температура, охлаждение и основные дефекты инжекционного формования.
Связывать настройки литья с полнотой заполнения и дефектами заготовки.Tooling and Equipment
Литьевые машины, пресс-формы, каналы и технологическая оснастка для металлических и керамических feedstock-систем.
Оценивать требования PIM к оборудованию и конструкции формы.Debinding Fundamentals
Физические основы удаления связующего, перенос массы, образование поровых каналов и опасность внутренних дефектов.
Понимать, почему удаление связующего ограничивает размер и скорость процесса.Debinding Practice
Практические термические и растворные маршруты удаления связующего, контроль цикла и дефектов.
Сопоставлять маршрут удаления связующего с конкретной системой компонентов.Sintering Fundamentals
Движущие силы, перенос вещества, уплотнение, усадка и рост зерна при спекании PIM-заготовок.
Связывать механизм спекания с плотностью и изменением размеров.Sintering Practice
Печи, атмосферы, температурные циклы и практический контроль спекания различных порошковых материалов.
Оценивать влияние атмосферы и цикла на состав, размеры и свойства.Post-Sintering Processing
Дополнительное уплотнение, термообработка, механическая обработка и иные операции после спекания.
Понимать назначение вторичных операций для достижения конечных свойств.Alternative Forming Processes
Родственные процессы формования порошков со связующим и сопоставление их возможностей с классическим PIM.
Различать PIM и технологически близкие маршруты.Component Design
Проектирование деталей под заполнение формы, удаление связующего, усадку и последующее спекание.
Выявлять геометрические ограничения и закладывать компенсацию усадки.Manufacturing Control
Производственный контроль сырья, процесса, размеров и качества в серийном PIM-производстве.
Определять критические контрольные точки технологической цепочки.Today and the Future
Состояние отрасли на 1990 год, области применения, факторы роста и нерешённые технологические проблемы.
Отделять исторический прогноз автора от сохраняющих силу инженерных принципов.



