Peces modelades per injecció de pols metàl·lica AlMg1SiCu

Descripció del producte

Dades d'R+D

L'emmotllament per injecció de metall consisteix a barrejar metall en pols amb un aglutinant per formar una matèria primera. A continuació, aquesta barreja s'emmotlla per injecció mitjançant un equip d'emmotllament per injecció similar al que s'utilitza a la indústria del plàstic. Això forma un "cos verd". El cos verd té prou rigidesa i força per poder manejar. A continuació, el cos verd es processa més per eliminar l'aglutinant i sinteritzar les partícules de pols metàl·liques per formar l'article final. Els aglutinants solen incloure més d'un compost termoplàstic, plastificants i altres substàncies orgàniques. L'ideal és que l'aglutinant estigui fos o líquid a temperatures d'emmotllament per injecció, però es solidifica al motlle a mesura que el cos verd es refreda. La matèria primera es pot convertir en partícules sòlides, per exemple per granulació. Aquests pellets es poden emmagatzemar i alimentar a la màquina d'emmotllament per injecció més endavant. Els equips d'emmotllament per injecció típics inclouen un cargol escalfat o una extrusora amb un broquet a través del qual la barreja s'extrudeix a la cavitat del motlle. L'extrusora s'escalfa per garantir que l'aglutinant estigui en forma líquida, i la temperatura del broquet normalment es controla acuradament per garantir condicions constants. De manera adequada, la temperatura del motlle també es controla de manera que la temperatura sigui prou baixa per garantir que el cos verd sigui rígid quan es retira del motlle. El cos verd és més gran que l'article final perquè l'aglutinant pot ocupar una part voluminosa del cos verd. El processament posterior del cos verd inclou l'eliminació de l'aglutinant i la sinterització. L'aglutinant es pot eliminar completament abans de la sinterització. Alternativament, l'aglutinant es pot eliminar parcialment abans de l'etapa de sinterització, i s'aconsegueix l'eliminació completa de l'aglutinant durant l'etapa de sinterització. L'aglutinant es pot eliminar dissolent-lo amb un dissolvent o escalfant el cos verd per fondre, descompondre i/o evaporar l'aglutinant. L'eliminació de dissolvents i l'eliminació tèrmica també es poden utilitzar en combinació. El pas de sinterització consisteix a escalfar el cos verd per unir metal·lúrgicament les partícules metàl·liques individuals. La sinterització en la producció de peces modelades per injecció de pols de metall AlMg1SiCu és generalment similar a la que s'utilitza en la producció de peces de metall en pols convencional. Generalment s'utilitza una atmosfera no oxidant durant l'etapa de sinterització per evitar l'oxidació del metall. Durant la sinterització en l'emmotllament per injecció de metall, el cos porós que queda després de l'eliminació de l'aglutinant es densifica i es contrau. La temperatura de sinterització i el perfil de temperatura solen estar estretament controlats per mantenir la forma de l'article i evitar la deformació de l'article durant la sinterització. D'aquesta manera, es pot recuperar un article de forma neta de l'etapa de sinterització. L'emmotllament per injecció de metall és adequat per produir articles a partir de gairebé qualsevol metall que es pugui preparar en forma de pols adequada. Tanmateix, és difícil utilitzar l'alumini en el modelat per injecció de metalls perquè la pel·lícula d'òxid d'alumini adherent sempre present a la superfície de les partícules d'alumini o d'aliatge d'alumini inhibeix la sinterització. La patent dels EUA núm. 6.761.852, assignada a Advanced Materials Technologies Pte Ltd, descriu un procés d'emmotllament per injecció de metall per formar peces a partir d'alumini i els seus aliatges. En aquest mètode, les pols d'alumini o aliatges d'alumini es barregen amb pols que contenen materials que es diu que formen eutèctics amb l'alúmina, com ara el carbur de silici o els fluorurs metàl·lics. A continuació, aquesta pols híbrida es barreja amb un aglutinant, es modela per injecció, s'elimina l'aglutinant i es sinteritza. En el mètode dels EUA 6.761.852, es diu que el carbur de silici o el fluorur metàl·lic formen una barreja eutèctica amb l'alúmina que se suposa que dissol l'alúmina per aconseguir un contacte íntim entre les superfícies d'alumini durant la sinterització. Els sol·licitants no afirmen que l'estat de la tècnica que es tracta en aquesta especificació formi part del coneixement general comú a Austràlia o qualsevol altre país. Al llarg d'aquesta especificació, tret que el context dicti el contrari, el terme "comprèn" i els seus equivalents s'han de considerar en un sentit obert.

RESUM DE LA INVENCIÓ L'objectiu de la present invenció és proporcionar un mètode d'emmotllament per injecció de metalls que permeti produir articles a partir d'alumini, aliatges d'alumini i compostos de matriu d'alumini. En un primer aspecte, la present invenció proporciona un mètode per formar un article mitjançant emmotllament per injecció de metall d'alumini o d'un aliatge d'alumini, aquest mètode comprenent l'etapa de * formar un article que conté pols d'alumini o aliatge d'alumini en pols o ambdós i opcionalment partícules ceràmiques. una barreja d'un aglutinant i una ajuda de sinterització que inclou un metall de baix punt de fusió; modelat per injecció de la barreja; treure l'aglutinant; i sinterització; on la sinterització es realitza en una atmosfera que conté nitrogen i en presència d'un absorbidor d'oxigen. El captador d'oxigen pot incloure qualsevol metall que tingui una afinitat més alta per l'oxigen que l'alumini. Alguns exemples de metalls adequats per utilitzar-los com a absorbents d'oxigen inclouen metalls alcalins, metalls alcalinotèrres i metalls de terres rares. Si s'utilitza més d'un metall de terres rares com a absorbent d'oxigen, és preferible utilitzar un metall de terres rares del grup dels lantànids. El magnesi és el metall preferit per utilitzar-lo com a absorbent d'oxigen perquè té una pressió de vapor alta, està fàcilment disponible i és relativament barat. En algunes formes de realització, es pot localitzar un absorbidor d'oxigen a granel al voltant de l'article que s'està sinteritzant durant la sinterització. En altres formes de realització, un absorbidor d'oxigen en pols es pot localitzar al voltant o sobre l'article que s'està sinteritzant durant la sinterització. Com a opció addicional, l'absorbidor d'oxigen es pot barrejar amb alumini o aliatge en pols d'alumini, o amb la barreja alimentada a l'equip d'emmotllament per injecció. En una altra forma de realització, l'absorbidor d'oxigen està present com a component de l'aliatge afegit a la mescla, com per exemple en una pols d'aliatge afegit a la mescla. Per exemple, es poden afegir o incorporar a la mescla pols d'aliatge que contenen alumini i magnesi (i possiblement altres components). Alguns exemples d'alguns aliatges que es poden incorporar a la mescla inclouen pesos d'Al{{0}}.9. /. Pes de Mg i Al-2. /. Cu-9,3 pes. /. Mg-5,4 pes n/. Si. Sense voler limitar-se a la teoria, els inventors plantegen la hipòtesi que l'aspirador d'oxigen elimina qualsevol oxigen que pugui estar present a l'atmosfera que envolta la peça durant la sinterització. Els absorbents d'oxigen també es poden utilitzar per reduir l'alúmina que envolta les partícules d'alumini o d'aliatge d'alumini. Això ajuda a trencar la capa d'alúmina que envolta les partícules, exposant metall fresc i permetent que es produeixi la sinterització de les partícules d'alumini o d'aliatge d'alumini. Com s'ha esmentat anteriorment, el magnesi és un absorbent d'oxigen adequat. A més de ser relativament barat, el magnesi també té una pressió de vapor alta. Així, durant l'etapa de sinterització (que es produeix a alta temperatura), el vapor de magnesi pot envoltar l'article que s'està sinteritzant. Els auxiliars de sinterització s'afegeixen a la mescla abans de l'emmotllament per injecció de la mescla. Els auxiliars de sinterització són metalls amb punts de fusió baixos. Per exemple, l'ajuda de sinterització pot ser un metall amb un punt de fusió inferior al de l'alumini. Preferiblement, l'auxiliar de sinterització comprèn un metall de baix punt de fusió que és insoluble en alumini sòlid. Alguns exemples d'ajudes de sinterització adequades inclouen estany, plom, indi, bismut i antimoni. S'ha trobat que l'estany és especialment adequat per ajudar a la sinterització d'alumini i aliatges d'alumini. Per tant, l'estany és una ajuda de sinterització preferida. L'estany és l'ajuda de sinterització preferida per al seu ús en la present invenció perquè s'ha trobat que l'estany inhibeix la formació de nitrur d'alumini durant la sinterització (evitant així la formació d'excés de nitrur d'alumini que pot afectar negativament les propietats de l'article final), i La tensió superficial de l'alumini fos també es modifica, afavorint així una bona distribució de la fase líquida d'alumini durant la sinterització. En funció del pes total de la pols metàl·lica i de l'ajuda de sinterització, la quantitat afegida de l'ajuda de sinterització no és superior a l'10 per cent en pes. Preferiblement, l'auxiliar de sinterització està present en una quantitat de 0,1 per cent a 10 per cent en pes, més preferiblement 0,5 per cent a 3 per cent en pes, encara més preferiblement aproximadament 2 per cent en pes. Si s'utilitza estany com a ajuda de sinterització, es pot afegir en una quantitat d'{24}},1 per cent a 10 per cent en pes de la mescla, més preferiblement {{30} },5% a 4% en pes, encara més preferiblement 0,5% a 2,0% en pes. L'estany es fon a 232 °C, molt més baix que l'alumini (66(TC), i no té fase intermetàl·lica. L'estany és insoluble en alumini sòlid amb una solubilitat màxima de sòlids inferior al 0,15 per cent. L'alumini és completament miscible amb l'estany líquid, formant un miscible A més, la tensió superficial de l'estany líquid és significativament menor que la de l'alumini, i els inventors han demostrat que petites quantitats d'estany poden millorar les característiques d'humectació i el comportament de sinterització de l'alumini. Per aquests motius, l'estany és una ajuda de sinterització especialment preferida. L'etapa de sinterització es duu a terme en una atmosfera de nitrogen. Sense voler limitar-se a la teoria, els inventors plantegen la hipòtesi que la realització de l'etapa de sinterització en una atmosfera de nitrogen pot promoure la formació de nitrur d'alumini. Els inventors plantegen que la formació de nitrur d'alumini durant el pas de sinterització pot contribuir a danyar o trencar la pel·lícula d'òxid d'alumini que normalment envolta les partícules d'alumini o d'aliatge d'alumini. Ús d'estany com a ajuda de sinterització també pot ajudar a controlar la formació d'AlN, ja que l'excés de nitrur d'alumini format durant la sinterització pot ser perjudicial per a les propietats de l'article final. Si s'utilitza alumini d'alta puresa com a pols d'alimentació, els inventors han trobat que la sinterització de la pols d'alumini en una atmosfera de nitrogen pot donar lloc a una ràpida conversió d'alumini a nitrur d'alumini. Com que l'alumini es pot convertir en nitrur d'alumini en aquests casos Velocitat ràpida, hi ha el perill que tot l'article es pugui convertir en nitrur d'alumini. L'ús de l'estany com a ajuda de sinterització pot limitar la formació d'excés d'AlN en aquests casos. Sense voler limitar-se a la teoria, els inventors postulen que en formar nitrur d'alumini, l'atmosfera de nitrogen destrueix la pel·lícula d'òxid d'alumini a la superfície de les partícules d'alumini o d'aliatge d'alumini. A més, se suposa que la destrucció de la pel·lícula d'òxid d'alumini fa que es produeixi la sinterització de les partícules d'alumini o d'aliatge d'alumini. L'atmosfera que porta a terme l'etapa de sinterització pot tenir un baix contingut d'aigua, per exemple, pot tenir una pressió parcial de vapor d'aigua A inferior a 0,001 kPa. El punt de rosada de l'atmosfera utilitzat a l'etapa de sinterització pot estar per sota de -60 graus, més preferiblement per sota de -70 graus. Quan el magnesi s'utilitza com a absorbent d'oxigen, reacciona amb l'oxigen i l'aigua, reduint així encara més el contingut d'aigua a l'atmosfera. Es considera que el vapor d'aigua és extremadament nociu per a la sinterització de l'alumini. L'atmosfera és una atmosfera que conté nitrogen. L'atmosfera pot ser principalment nitrogen. L'atmosfera pot ser 100 per cent de nitrogen. L'atmosfera també pot contenir un gas inert. El gas inert pot constituir una petita fracció de l'atmosfera. L'atmosfera pot estar substancialment lliure d'oxigen i hidrogen. En aquest sentit, el gas subministrat com a atmosfera durant la sinterització està adequadament lliure d'oxigen o hidrogen. L'aglutinant utilitzat en la present invenció pot ser qualsevol aglutinant o composició d'aglutinant coneguda per ser adequada com a aglutinant en el modelat per injecció de metall. Com és conegut pels experts en la matèria, l'enllaç L'aglutinant sol ser un component orgànic o una barreja de dos o més components orgànics. L'aglutinant inclou preferiblement un component termoplàstic que permet que l'aglutinant es fongui quan s'aplica calor. L'aglutinant també ha d'estar cru després de l'emmotllament per injecció. El cos proporciona la força suficient per permetre que el cos verd es manipuli. Preferiblement, l'aglutinant es pot treure del cos verd d'una manera que es mantingui la integritat del cos verd durant l'eliminació de l'aglutinant. Preferiblement, després de la retirada, l'adhesiu L'aglutinant no deixa cap residu. La carpeta pot estar feta de més de dos materials. Els dos o més materials que constitueixen l'aglutinant es poden seleccionar de manera que es puguin eliminar seqüencialment del cos verd. D'aquesta manera, més fàcil d'aconseguir el control de l'adhesiu, facilita la retenció de la integritat de la forma del cos verd durant el procés d'eliminació de l'aglutinant. En aquest sentit, cal tenir en compte que si l'aglutinant s'elimina massa ràpidament, augmenta el risc que el cos verd perdi la seva integritat de forma. L'aglutinant es pot eliminar mitjançant una o més tècniques conegudes per eliminar l'aglutinant en el modelat per injecció de metall. Per exemple, l'aglutinant es pot eliminar per dissolució en un dissolvent, per tractament tèrmic per fondre, evaporar o descompondre l'aglutinant, per eliminació catalítica o per acció capil·lar. Es poden utilitzar més de dues tècniques d'eliminació d'aglutinants en la fase d'eliminació d'aglutinants. Per exemple, el primer pas en l'eliminació de l'aglutinant pot incloure l'extracció amb dissolvent seguida de l'eliminació tèrmica de l'aglutinant restant. Els experts en la matèria entendran que es pot utilitzar una àmplia gamma de materials aglutinants. Alguns exemples inclouen polímers orgànics com l'àcid esteàric, ceres, parafines i polietilè. Sense voler limitar-se de cap manera, els inventors han utilitzat aglutinants que inclouen àcid esteàric, cera d'oli de palma i polietilè d'alta densitat en treballs experimentals relacionats amb la present invenció. L'etapa de sinterització utilitzada en la present invenció consisteix a escalfar el cos verd a una temperatura a la qual l'alumini o l'aliatge d'alumini s'sinteritza per formar un cos dens. L'etapa de sinterització inclou preferiblement l'escalfament a una temperatura d'uns 550 graus a uns 650 graus, més preferiblement de 590 graus a 640 graus, més preferiblement de 610 graus a 630 graus. Els temps de sinterització poden variar. En general, per a temperatures de sinterització més altes, utilitzeu temps de sinterització més curts. Bàsicament, el temps de sinterització hauria de ser prou llarg per garantir que s'hagi produït la màxima densificació de l'article. S'ha trobat que no més de 2 hores de sinterització a una temperatura de 620 graus a 630 graus proporciona satisfactòriament No obstant això, la present invenció engloba tant temps de sinterització més llargs com temps de sinterització més curts. La velocitat d'escalfament i el perfil de calor utilitzats en l'etapa de sinterització solen estar estretament controlats en processos d'emmotllament per injecció de metall per obtenir propietats òptimes en l'article final. Els experts en la matèria poden entendre fàcilment com determinar la velocitat d'escalfament i la distribució de temperatura adequades utilitzades en l'etapa de sinterització. El mètode de la present invenció és aplicable a metalls d'alumini i aliatges d'alumini. Qualsevol aliatge d'alumini es pot utilitzar en la present invenció, inclosos els aliatges d'alumini de la sèrie 1000, sèrie 2000, sèrie 3000, sèrie 4000, sèrie 5000, sèrie 6000, sèrie 7000 i sèrie 8000. Les partícules de ceràmica es poden barrejar amb pols d'alumini o aliatge d'alumini per produir compostos de matriu metàl·lica d'alumini. Les partícules ceràmiques s'utilitzen per millorar o controlar les propietats dels productes sinteritzats. Aquestes propietats poden incloure, entre d'altres, la resistència al desgast, la duresa o el coeficient d'expansió tèrmica. Exemples no limitants de materials ceràmics típics inclouen SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN i TiB2. Es pot utilitzar en equips d'emmotllament per injecció de metalls coneguts. Dur a terme el mètode de la present invenció. Prova de realització específica diversos aliatges i composició de pols, mida de partícula i forma de partícula. D5 ( ) és la pols esfèrica AA6061 de 10 p.m. i es prefereix l'estany esfèric de diàmetre de partícules < 45 p.m. La matèria primera d'emmotllament per injecció de metall inclou un sistema aglutinant de pols 6061 que conté 2% en pes d'estany i 3% en pes d'àcid esteàric, 52% en pes de cera d'oli de palma i 45% en pes de polietilè d'alta densitat. Les matèries primeres es van barrejar a 165 graus durant 180 minuts. Després de la granulació, les matèries primeres es van modelar per injecció en barres estirades estàndard mitjançant una màquina d'emmotllament Arburg. El desenllaç del dissolvent es va realitzar en n-hexà a 40 graus durant 24 hores. L'eliminació de l'aglutinant i la sinterització restants es van combinar en un forn de tub segellat. L'atmosfera preferida és un flux de nitrogen d'alta puresa d'1 litre/min. El perfil de calor utilitzat en el treball experimental es mostra a la taula 1. Es van col·locar barres de magnesi al voltant de l'article durant la sinterització. Es van realitzar proves de tracció sobre el material així sinteritzat. Escala d'extensòmetre La longitud és de 25 mm i la velocitat de la creu és de 0,6 mm/min. La duresa Rockwell (HRH) de les superfícies superior i inferior es mesura amb una bola d'acer d'1/8 de polzada i una càrrega de 60 kg.

The large variation in hardness may be due to the high porosity level. When the sintering time increased to 2 hours, the density and hardness increased to 94.9±0.3% and 66.9±2.9, respectively. However, further increasing the sintering temperature to 630"C did not significantly increase the density and hardness. The density at this condition was 95.3 ± 0.3%, and the hardness was 69.0 ± 0.9. Typical stress/strain of the parts sintered under various conditions The curves are plotted in Figure 4. The part sintered at 620"C for 2 hours had the best mechanical properties with a 0.2% yield strength of 58 MPa, a tensile strength of 156 MPa and an elongation at break of 8.9%. The tensile properties of the parts sintered at 630°C were slightly lower than this, although the density was higher. This may be due to the coarsening of the microstructure at the higher sintering temperature. For the parts sintered at 620°C for 1 hour , low density produces poor mechanical properties. The tensile strength is 98MPa and the strain is 1.7%. Optical micrographs show that the grain size remains at about the original particle size and is smaller than 20pm. Backscattered electron images show a tin-rich phase ( In the electron image white control, in the optical image black control) distribution and size. Do not see obvious hole. Further embodiment prepares various percentages-325 mesh elemental magnesium powder or pre-alloyed powder rich in magnesium, and Mixed into the raw material. The raw material is then compacted into a 25.4mm diameter disc using a thermoforming machine. The disc is sintered in nitrogen without magnesium nuggets in the furnace. Before sintering the disc containing the pre-alloyed powder, the The furnace was run under vacuum at 680°C for 4 hours to remove any magnesium residues in the furnace. The parts were loaded into steel crucibles with loose lids to minimize the effect of air flow. Results The addition of elemental magnesium had an effect on the sintered density The effect is shown in Figure 6. It was found that the highest sintered density of ~94% was obtained with 1.0 wt.% Mg. At 0.5 wt.% Mg, the oxygen was not sufficiently absorbed and the part deformed due to the porous surface layer. Weight % elemental magnesium powder is added in the raw material to cause low sintered density (80%) due to nitriding. For safety considerations, it is not preferred to add elemental magnesium powder to the raw material. Yet, add magnesium in the form of pre-alloyed powder Some disadvantages of elemental powder can be overcome by adding to the raw material.Example - Addition of AlMg powder to the raw material The composition obtained from Aluminum Powder Company is Al-2 wt./oCu-9.3 wt%Mg-5.4 wt./Si and Al-7.9 wt. ./oMg pre-alloyed powder.Al-2 weight./oCu-9.3 weight n/.Mg-5.4 weight n/.The average particle diameter of Si powder is about 25|im, Al-7.9 weight./.Mg powder The average particle size is about 40 μm. Both have regular particle shapes. Al-2 weight./. Cu-9.3 weight y. Mg-5.4 weight./. The solid phase temperature of Si is about 540°C, which is at 600. C is completely liquefied. The solidus temperature of Al-7.9 wt% Mg is about 540°C, which is completely liquefied at 620°C. Figure 7 shows the results for these alloys as well as alloy AA6061 and for AA6061+7.5wt./.Al-2wt %0>Mescles de 9,3% en pes de Mg-5.4wtn/.Si, contingut de líquid en funció de la temperatura. S'ha trobat que la sinterització d'AA6061 més un 7,5 per cent de pes d'Al-2/.Cu a 610 graus en nitrogen - 9,3 pes/. Mg - 5,4 pes. MSi més 2 pes/. La barreja de matèries primeres Sn durant 2 hores va produir una peça sense distorsió i una densitat teòrica del 97 per cent. Exemple - L'ús de l'estany com a ajuda de sinterització per a Sn general s'ha utilitzat com a ajuda de sinterització eficaç per a aliatges d'alumini premsats o no compactats i productes compactats produïts per prototipat ràpid. Els inventors han demostrat que l'estany té un paper important en la sinterització de la pols solta i els productes compactats d'alumini modelat per injecció de pols. Tanmateix, l'estany romandrà als límits del gra després de la sinterització perquè l'estany és pràcticament insoluble en alumini sòlid. L'excés d'estany deteriorarà les propietats mecàniques, especialment la ductilitat, que és molt desitjable per als aliatges d'alumini preparats a partir de pols. Les parts desenganxades (parts marrons) dels productes compactats d'alumini modelat per injecció de pols tenen només un 85 per cent de densitat relativa. Després de l'eliminació de l'aglutinant polimèric, hi ha canals oberts a la part porosa desenganxada que connecten les superfícies de les peces. Les pols soltes col·locades només tenen aproximadament un 40-60 per cent de densitat relativa i els porus connectats poden formar canals oberts a la superfície. Es necessita un gran volum de fluid per segellar aquests canals. A l'exemple anterior, vam trobar que el 4% d'estany facilitava la sinterització de pols d'alumini pur poc compactada; L'addició d'un 2 per cent d'estany va millorar la sinterització dels productes compactats AA6061 modelats per injecció de pols. En aquest exemple, hem minimitzat la quantitat d'estany afegit mantenint el volum líquid afegint una mica de pols d'alumini prealiat. L'addició de grans quantitats de pols prealiat també ajudarà a augmentar el contingut d'aliatge a la part sinteritzada i augmentarà la seva resistència. La reducció del contingut d'estany pot ajudar a millorar la ductilitat. D'aquesta manera, es poden millorar encara més les propietats mecàniques del sistema d'aliatge. estany elemental (<43pm) was used as a sintering aid to reinforce the pre-alloyed Al-2wt%Cu-9.3wt. /. Mg-5.4 weight Q/. Liquid phase sintering of fine AA6061 powder (<20 microns) of Si powder (<30 iim). According to AA6061+X weight n/. Sn+Y weight. /. Al-2 weight. /. Cu-9.3 wt% Mg-5.4 wt. /. For the formulation of Si, the various powders were mixed in a Turbula mixer for 30 minutes. The mixed powder was poured into an alumina crucible, tapped and closed with aluminum foil. Then, they were sintered in a steel tube furnace at different temperatures for 2 hours under a nitrogen flow of 0.5 L/min. The sintered density was obtained by the Archimedes method and converted into a percentage of the theoretical density (TDM) for each alloy. Polished samples were used for optical and scanning electron microscopy (SEM). Figure 8 shows that the sintered density of AA6061+X weight MSn loose powder increases with the increase of sintering temperature. For 2 weight n/. The density of the Sn alloy system increases at 580°C, and for 1 wt./. The density of the Sn system increases at 590°C. The addition of tin significantly enhances sintering, and much higher sintering densities are obtained for alloys containing tin. Alloys containing 1.0 or 2.0 wt% tin have a sintered density above ~95% over the sintering temperature range of 600630°C. Only 83%, 88% and 93% sintered densities were obtained. For liquid phase sintering, liquid volume is one of the most critical factors for densification and part shape retention. Al-Sn alloy systems are controlled by temperature, aluminum alloy composition and tin content The liquid volume of . Figure 7 shows the effect of temperature on the liquid volume fraction for the tested alloys. The data were calculated using ThermoCalc. The addition of tin was not considered. For AA6061+xwt./.Al-2wt./.Cu- 9.3 wt. Q/.Mg-5.4 wt. MSi alloy, calculated based on the final total alloy content.Pre-alloyed Al-2 wt.°/.Cu-9.3 wt./.Mg-5.4 wt./.The solid phase point of Si powder is 582°C, it is completely liquefied at 604°C. Therefore, this alloy, if sintered alone, is very difficult to control during processing because of the narrow melting range. However, the liquid with high magnesium content formed early can be purged from the sintering furnace Oxygen, and helps to seal the open channels in the loose powder before severe oxidation usually begins at about 58060 (TC). Figure 9 shows the addition of 0%, 2.5% and 7.5% Pre-alloyed Al-2 wt. /. Cu-9.3 wt. /. Mg-5.4 wt. /. AA6061 + 0.5 wt. of Si powder. /. Sintered density of Sn loose powder. Because of increased liquid volume, AA6061 + 0.5 wt. /. The sintered density of Sn increases steadily with temperature up to 630°C. Al-2 weight is melted at a sintering temperature of 600°C for a 2.5% by weight addition and 590°C for a 7.5% by weight addition. /. Cu - 9.3 wt. /. Mg - 5.4 wt. /. Si powder gives a drastic increase in density of the liquid. However, for AA6061 + 0.5 wt. /. Sn + 7.5 wt. /. Al - 2 wt. / oCu -9.3 wt./. Mg -5.4 wt. 0/. Si alloy system, after peaking at 610°C, excess liquid soon leads to density reduction at 620°C. Density reduction may be due to early formation inside the part The reason for the gas of the clamping liquid. Adding 2.5% by weight of pre-alloyed Al-2 wt./. Cu-9.3 wt./. Mg-5.4 wt./. Si powder helps to maintain in the temperature range of 600620°C The density plateau of 97°/.Density begins to reduce under 630 ℃. Those skilled in the art can It is understood that the invention is capable of variations and modifications other than those specifically described. It is to be understood that the present invention includes all changes and modifications which fall within its spirit and scope.

Sol·licitud de drets

1. Mètode de formació d'un article mitjançant modelat per injecció de metall d'alumini o d'un aliatge d'alumini, que inclou les etapes de formar un article que inclou pols d'alumini o aliatge d'alumini o ambdós i opcionalment partícules ceràmiques, un aglutinant i que comprèn una barreja de sinterització auxiliars de metalls de baixa fusió; • emmotllament per injecció d'aquesta mescla; • retirar aquest aglutinant; i • sinterització; on aquesta sinterització es realitza en una atmosfera que conté nitrogen i en presència d'un absorbidor d'oxigen.

2. El mètode de la reivindicació 1, on l'absorbidor d'oxigen comprèn un metall que té una afinitat més alta per l'oxigen que l'alumini.

3. El mètode de la reivindicació 2, on l'absorbidor d'oxigen es selecciona del grup que consisteix en metalls alcalins, metalls alcalinotèrres i metalls de terres rares.

4. El mètode de la reivindicació 3, on l'absorbidor d'oxigen és magnesi.

5. Mètode de la reivindicació 1, en què l'absorbidor d'oxigen a granel es col·loca al voltant del producte sinteritzat durant la sinterització, o el captador d'oxigen en pols es col·loca al voltant o sobre el producte sinteritzat durant la sinterització, o absorbeix L'agent d'oxigen es barreja amb l'alumini o l'alumini aliatge en pols, o amb la barreja afegida a l'equip d'emmotllament per injecció, o l'absorbidor d'oxigen està present com a component de l'aliatge afegit a la mescla.

6. Mètode segons la reivindicació 1, en què l'auxiliar de sinterització és un metall que té un punt de fusió inferior al de l'alumini i és insoluble en alumini sòlid.

7. El mètode de la reivindicació 6, on l'auxiliar de sinterització inclou estany.

8. El mètode de la reivindicació 1, en què l'auxiliar de sinterització està present en una quantitat no superior al 10 per cent en pes, basat en el pes total de la pols metàl·lica i l'auxiliar de sinterització.

9. El mètode de la reivindicació 8, on l'ajuda de sinterització està present en una quantitat que oscil·la entre el 0,1 per cent fins al 10 per cent en pes.

10. 9. El mètode de la reivindicació 8, en què l'auxiliar de sinterització està present en una quantitat del 0,5% al ​​3% en pes.

11. El mètode de la reivindicació 1, on l'atmosfera en la qual es realitza l'etapa de sinterització té un baix contingut d'aigua, on la pressió parcial del vapor d'aigua és inferior a 0,001 kPa.

12. El mètode de la reivindicació 1, on l'aglutinant comprèn un component termoplàstic capaç de fer fondre l'aglutinant quan s'aplica calor.

13. El mètode de la reivindicació 1, on l'aglutinant està fet de dos o més materials, i els materials es seleccionen de manera que s'eliminin seqüencialment del cos verd.

14. El mètode de la reivindicació 1, on l'aglutinant s'elimina mitjançant la dissolució en un dissolvent, la fusió, l'evaporació o la descomposició de l'aglutinant per tractament tèrmic, per eliminació catalítica o per acció capil·lar.

15. El mètode de la reivindicació 14, on s'utilitzen dues o més tècniques d'eliminació de l'aglutinant per eliminar l'aglutinant.

16. El mètode de la reivindicació 1, on l'aglutinant comprèn àcid esteàric, cera d'oli de palma i polietilè d'alta densitat.

17. El mètode de la reivindicació 1, on l'etapa de sinterització inclou escalfar el cos verd a una temperatura a la qual l'alumini o l'aliatge d'alumini sinteritza per formar un cos dens.

18. El mètode de la reivindicació 17, on la temperatura està en el rang d'uns 550 graus a uns 650 graus.

19. El mètode de la reivindicació 1, on la mescla comprèn partícules ceràmiques seleccionades del grup format per SiC, Al2O3, AlN, SiO2, BN i TiB2.

20. El mètode de la reivindicació 1, on l'atmosfera comprèn nitrogen o una barreja de flocs de nitrogen i un gas inert.

21. El mètode de la reivindicació 1, on l'atmosfera està substancialment lliure d'oxigen o hidrogen. Resum complet La present invenció es refereix a l'emmotllament per injecció de metall.

En particular, la present invenció es refereix a un mètode per formar un article de peces modelades per injecció de pols metàl·liques d'AlMg1SiCu mitjançant emmotllament per injecció de metall d'alumini o aliatge d'alumini, aquest mètode comprenent les etapes de formar un article que conté pols d'alumini o pols d'aliatge d'alumini o ambdues i opcionalment hi ha present una barreja de partícules ceràmiques, un aglutinant i una ajuda de sinterització que inclou un metall de baix punt de fusió; modelat per injecció de la barreja; eliminar l'aglutinant per formar un cos verd; sinterització del cos verd en una atmosfera que conté nitrogen i en presència d'un absorbent d'oxigen La sinterització es realitza en presència de.

Procés d'emmotllament per injecció de metalls

Sistemes de detecció