مواد MIM

بعض المعادن من الصعب جدًا صبها وتشكيلها، مثل سبائك التنغستن، وسبائك التيتانيوم، والسبائك الفائقة.

لحسن الحظ، حقن صب المعادن تتمتع (MIM) بالقدرة على معالجة مجموعة واسعة من المواد المعدنية.

قد تكون على دراية ببعض هذه المواد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ المستخدم في الأدوات، وسبائك النحاس.

بالإضافة إلى ذلك، هناك مواد MIM جديدة مثل Ti-6Al-4V، وسبائك الألومنيوم 6061، وInconel 625.

دعونا نلقي نظرة عن كثب على مواد MIM:

ميم الفولاذ المقاوم للصدأ

يُعد الفولاذ المقاوم للصدأ من أكثر مواد MIM شيوعًا. ووفقًا لـ "دليل حقن المعادنحوالي 50% (في أوروبا) إلى 57% (في اليابان) من الإجمالي أجزاء MIM مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

ميم 316 ل

يتم تفضيل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L في MIM بسبب مقاومته الرائعة للتآكل وخصائصه الميكانيكية الجيدة.

قد تراه في هذه المناطق:

• إكسسوارات الساعة: الأشرطة، والأبازيم، وإطارات الساعة.
• الطب: زراعة الأسنان، المعدات الطبية.
• ملحقات المنتجات الإلكترونية: ملحقات جهاز التدليك، ملحقات سماعة الرأس بلوتوث.
• مكونات السيارات.

بالإضافة إلى ذلك، تستخدمه بعض الهواتف المحمولة أيضًا لتلميع الشعار، مثل iPhone.

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
كربون	0.03max
الكروم	16.00-18.00
النيكل	10.00-14.00
السيليكون	1.00max
الموليبدينوم	2.00-3.00
المنغنيز	2.00max
نتروجين	0.10
كبريت	0.030

ميكانيكي أو عقارات

MFI (جم/10 دقيقة)	600 دقيقة
كثافة التلبيد (جم/سم3)	7.6 دقيقة
نفاذية	1.06max
صلابة (HRB)	67 دقيقة
قوة الشد (MPa)	500 دقيقة
استطالة	45 دقيقة

ميم 17-4 ف

17-4 PH، المعروف أيضًا باسم الفولاذ المقاوم للصدأ SAE Type 630، يتطلب استيفاء معايير المواد الصارمة مثل ASTM A564. يتميز بمقاومة عالية للتآكل تُضاهي الفولاذ المقاوم للصدأ 304، كما يتميز بمقاومة ممتازة للحرارة تصل إلى 300 درجة مئوية (600 درجة فهرنهايت).

يُستخدم 17-4 PH على نطاق واسع في منتجات الطيران والفضاء، وطب الأسنان، والمنتجات الطبية، والإلكترونيات. كما يُستخدم في هياكل التعزيز الداخلية للهواتف المحمولة، ومحركات الأقراص الصلبة لأجهزة الكمبيوتر، ومفصلات الهواتف القابلة للطي.

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
كربون	0.07max
الكروم	15.00-17.50
النيكل	3.00-5.00
السيليكون	1.00max
النيوبيوم	0.15-0.45
المنغنيز	1.00max
النحاس	3.00-5.00
كبريت	0.030max

ميكانيكي أو عقارات

الحالة		H900	H1025
تصلب	درجة الحرارة (℃) الوقت: (ح)	480	550
		1	4
قوة الشد (باسكال)		1310	1070
قوة الغلة 0.2% (باسكال)		1170	1000
استطالة (٪ في 50mm)		10	12
عسر الماء		40	35

440C فولاذ مقاوم للصدأ

يتم تطبيقه على نطاق واسع في المجالات التالية:

أدوات جراحية

أدوات طب الأسنان

أدوات القطع

اتجاهات

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
كربون	0.95-1.20
الكروم	16.00-18.00
النيكل	3.00-5.00
السيليكون	1.00
المنغنيز	1.00
الموليبدينوم	0.75

ميكانيكي أو عقارات

كثافة	7.5 جم/سم³ دقيقة
قوة الشد	700 ميجا باسكال دقيقة
قوة الخضوع (0.2%)	600 ميجا باسكال دقيقة
قوة التأثير	115J
عسر الماء	شنومكس-شنومك هرك
الاستطالة (% في 25.4 مم)	1٪ كحد أدنى

420 الفولاذ المقاوم للصدأ

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
كربون	0.15-0.40
الكروم	12.00-14.00
الفسفور	0.04
السيليكون	1.00
المنغنيز	1.00
كبريت	0.03

ميكانيكي أو عقارات

كثافة	7.55 جم/سم³ دقيقة
قوة الشد	700 ميجا باسكال دقيقة
قوة الخضوع (0.2%)	600 ميجا باسكال دقيقة
قوة التأثير	82J
عسر الماء	شنومكس-شنومك هرك
الاستطالة (% في 25.4 مم)	1٪ كحد أدنى

يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بمحتوى كربون عالٍ (0.15-0.40)، مما يجعله يتمتع بقوة وصلابة جيدتين. وبفضل محتواه من الكروم (12-14%)، يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل.

يمكنك رؤية تطبيقه في ما يلي:

• أدوات جراحية
• الأدوات الطبية
• اتجاهات
• مهاوي والعتاد
• مهاوي المضخة
• مكونات صمام المضخة
• السحابات
• الأدوات

أداة ميم الصلب

يتميز فولاذ الأدوات بصلابة عالية، ومقاومة ممتازة للتآكل ودرجات الحرارة العالية. ويُستخدم عادةً في أدوات القطع.

M2 أداة الصلب

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
كربون	0.18-0.23
الكروم	0.40-0.60
المنغنيز	0.70-0.90
النيكل	0.40-0.70
السيليكون	0.15-0.35
الموليبدينوم	0.15-0.25
الفسفور	0.035
كبريت	0.04

خصائص الميكانيكية

كثافة	8.16 جم/سم³ دقيقة
قوة الشد	1400 ميجا باسكال دقيقة
قوة الخضوع (0.2%)	1200 ميجا باسكال دقيقة
نقطة الانصهار	1420 ℃
عسر الماء	54 HRC
CTE (20-500 درجة مئوية)	12.2 ميكرومتر / م درجة مئوية

T15

يمكن أن تصل صلابة T15 إلى 65 HRC بعد المعالجة الحرارية.

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
التنغستن	11.75-13.00
الكوبالت	4.75-5.25
الفاناديوم عنصر فلزي	4.50-5.25
الكروم	3.75-5.00
السيليكون	1.50-1.60
الموليبدينوم	1.00
النيكل	0.00
النحاس	0.25
المنغنيز	0.15-0.40
السيليكون	0.15-0.40

خصائص الميكانيكية

كثافة	8.19 جم/سم³ دقيقة
قوة الشد	1280 ميجا باسكال دقيقة
قوة الخضوع (0.2%)	1090 ميجا باسكال دقيقة
التمدد الحراري (20-200 درجة مئوية)	9.9 × 10-6/℃
عسر الماء	46.5 HRC

S7

التركيب الكيميائي (٪)

حديد	بال.
كربون	0.45-0.55
الكروم	3.00-3.50
الموليبدينوم	1.30-1.80
الفاناديوم عنصر فلزي	0.20-0.30
المنغنيز	0.20-0.80
السيليكون	0.20-1.00
النحاس	0.25
الفسفور	0.03
كبريت	0.03

خصائص الميكانيكية

كثافة	7.83 جم/سم³ دقيقة
قوة الشد	1300 ميجا باسكال دقيقة
قوة الخضوع (0.2%)	760 ميجا باسكال دقيقة
التمدد الحراري (20-200 درجة مئوية)	12.6 × 10-6/℃
عسر الماء	41 HRC

ميم للألمنيوم

بسبب قوتها المنخفضة وصعوبة استخدامها عملية تلبيدلم يُستخدم الألومنيوم على نطاق واسع في عملية MIM. قد يُمثل طلاء أكسيد الألومنيوم السطحي بسمك 4 نانومتر التحدي الأكبر في عملية MIM.

ولكن الألومنيوم يتميز بموصلية حرارية جيدة، وخفيف الوزن، وسعره منخفض.

نجح باحثون في مركز ARC للتميز بجامعة كوينزلاند، أستراليا، في تطوير قطع MIM من سبائك الألومنيوم المُلبَّدة. استخدم الباحثون سبيكة الألومنيوم 6061 (Al-Fe-Si-Cu-Mg-Cr) لتصنيع قطع سبائك الألومنيوم بتقنية MIM. تميّز المنتج النهائي بكثافة شبه كاملة وخصائص ميكانيكية جيدة.

سبائك الألومنيوم 6061

التركيب الكيميائي (٪)

الألومنيوم	95.85-98.56
المغنيسيوم	0.80-1.20
السيليكون	0.40-0.80
حديد	0.70max
النحاس	0.15-0.40
الكروم	0.04-0.35
زنك	0.25max
التيتانيوم	0.15max
المنغنيز	0.15max

ميم تيتانيوم

حقن التيتانيوم يلعب دورًا مهمًا في إنتاج الغرسات الطبية والأدوات الجراحية وغرسات الأسنان

ربما تعلم أن تصنيع سبائك التيتانيوم مكلف نظرًا لتكاليف الأدوات وسرعاتها المنخفضة. لحسن الحظ، تُعد تقنية التشكيل بالصهر المعدني (MIM) طريقة فعّالة من حيث التكلفة لتشكيلها.

تتميز سبائك التيتانيوم بتوافق حيوي جيد، ومقاومة ممتازة للتآكل، وخفة وزن. لذا فهي واعدة في تطبيقات حقن المعادن الطبية.

تي 6Al-4V

Ti-6Al-4V، المعروف أيضًا باسم Ti64، مثالي للغرسات الطبية.

التركيب الكيميائي (٪)

التيتانيوم	بال.
الألومنيوم	5.50-6.70
الفاناديوم عنصر فلزي	3.50-4.50
حديد	0.30
كربون	0.80
نتروجين	0.05
أكسجين	0.20
Ti	0.15max
Mn	0.15max

خصائص الميكانيكية

كثافة	4.20 جم/سم³ دقيقة
قوة الشد	750 ميجا باسكال دقيقة
قوة الخضوع (0.2%)	650 ميجا باسكال دقيقة
عسر الماء	30 HRC
استطالة عند الكسر	10%
معامل المرونة	114 جيجا باسكال

تي 6Al-7Nb

يعد Ti-6Al-7Nb مثاليًا لأطراف الورك ومفاصل الركبة الاصطناعية والصفائح العظمية.

التركيب الكيميائي (٪)

التيتانيوم	بال.
الألومنيوم	5.50-6.60
النيوبيوم	6.50-7.50
التنتالوم عنصر فلزي	0.50max
حديد	0.25max
أكسجين	0.20max
كربون	0.08max
نتروجين	0.05max
هيدروجين	0.009max

أثناء عملية MIM، تكون سبائك التيتانيوم عرضة للتلوث ويمكن معالجتها في غاز وقائي خامل.

سبائك النيكل

Inconel 625

إنكونيل ٦٢٥ هو أحد السبائك الفائقة القائمة على النيكل. يتميز بقوته الفائقة ومقاومته الفائقة لدرجات الحرارة العالية والتآكل.

التطبيقات:

• أنظمة قنوات الطائرات
• معدات مياه البحر
• معدات العمليات الكيميائية
• حلقات كفن التوربينات

التركيب الكيميائي (٪)

النيكل	58.0 دقيقة
الكروم	20.0-23.0
حديد	5.0max
الموليبدينوم	8.00-10.00
النيوبيوم	3.15-4.15
كربون	0.10max
المنغنيز	0.50max
السيليكون	0.50max
الفسفور	0.015max
كبريت	0.015max
الامونيوم	0.40max
التيتانيوم	0.40max

الخصائص الفيزيائية والميكانيكية

الكثافة (جم / cm3)	8.44
نطاق الانصهار (درجة مئوية)	1290-1350
قوة الشد (MPa)	827-1103
قوة العائد (0.2٪ تعويض)	414-758
صلابة (برينل)	67 دقيقة
استطالة (٪)	175-240

Inconel 718

التركيب الكيميائي (٪)

النيكل	50-55
المنغنيز	0.35 ماكس
الفسفور	0.015 ماكس
كبريت	0.015 ماكس
السيليكون	0.35 ماكس
الكروم	17-21
كربون	0.08 ماكس
الموليبدينوم	2.80-3.30
الكولومبيوم	4.75-5.50
التيتانيوم	0.65-1.15
الامونيوم	0.20-0.80
حديد	بال.

الخصائص الفيزيائية والميكانيكية

الكثافة (جم / cm3)	8.22
نطاق الانصهار (درجة مئوية)	1370-1430
قوة الشد (MPa)	965-1035
قوة العائد (0.2٪ تعويض)	550-725
صلابة (برينل)	67 دقيقة

معدن متوافق حيوياً

ASTM F75 (سبائك CoCr)

يتميز بتوافق حيوي جيد ومقاومة للتآكل ويفضل استخدامه في: زراعة العظام وزراعة الأسنان.

على سبيل المثال، سيقان الفخذ لللقم الوركي والركبي، وكؤوس الحُقّ، وصواني الظنبوب.

التركيب الكيميائي (٪)

الكوبالت	بال.
الموليبدينوم	27.00-30.00
النيكل	0.50max
حديد	0.75max
كربون	0.35max
سيليكون	1.00max
المنغنيز	1.00max
التنغستن	0.2max
الفسفور	0.02max
الكبريت	0.01max
نتروجين	0.25max
الألومنيوم	0.1max
التيتانيوم	0.1max
بور	0.01max

خصائص المواد MIM

• حجم جسيمات المسحوق الصغيرة

حجم جسيمات مسحوق سبائك MIM في معظم الحالات أقل من ٢٢ ميكرومتر. أما بالنسبة للسبائك والمعادن الصلبة، فقد يكون أقل من ٥ ميكرومتر.

• كثافة التعبئة العالية
• نقاء سطح عالي
• احتكاك جيد بين الجسيمات

يساعد الاحتكاك الجيد على الحفاظ على شكله أثناء عملية إزالة الشحوم.

• شكل كروي

طرق إنتاج مسحوق المعادن MIM

وفيما يلي بعض الأخطاء الشائعة:طرق إنتاج مسحوق إيتال.

• الانحلال الغازي

التذرية الغازية هي طريقة لإنتاج مسحوق معدني، تستخدم غازًا عالي الطاقة الحركية لتفتيت المعدن المنصهر إلى قطرات، تتصلب بدورها لتتحول إلى مسحوق. المساحيق المتذرية الغازية غالبًا ما تكون كروية الشكل.

• الانحلال بالماء

تعمل ذرات الماء بشكل مشابه لذرات الغاز. علاوة على ذلك، يُعد مسحوق ذرات الماء فعالاً من حيث التكلفة، إلا أن معظم المساحيق غير منتظمة الشكل.

• التحلل الكيميائي

التحلل الكيميائي هو طريقة شائعة لصنع مساحيق الحديد الكربونيل ومساحيق النيكل الكربونية لعملية حقن المعادن.

• تخفيض

الاختزال طريقة شائعة أخرى لإنتاج مسحوق الحديد. يُنتَج مسحوق الحديد المختزل بتمرير أكسيد الحديد عبر عامل اختزال، مثل الكربون أو الهيدروجين.

يوفر BLUE خدمات متقدمة خدمات صب حقن المعادن نستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ منخفض السبائك، والتيتانيوم، وفولاذ الأدوات. ندعم أوزان القطع من 0.2 غرام إلى 300 غرام، والأشكال الهندسية المعقدة بدقة أبعاد عالية. تضمن عمليتنا كثافة ثابتة، وتفاوتات دقيقة، وأداءً موثوقًا به في مختلف التطبيقات.

 

 

الأسئلة الشائعة

1. ما هو الفرق بين مواد مسحوق المعادن ومواد حقن المعادن؟

مواد PM تُنتَج مواد MIM وPM بنفس العمليات. إلا أن عملية التشكيل بالحقن تتطلب مساحيق معدنية أصغر حجمًا، يتراوح حجمها بين 50 و100 ميكرومتر، بينما يتطلب حقن المعادن مساحيقًا معدنية أصغر حجمًا يتراوح بين 2 و20 ميكرومتر.

2. هل الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مغناطيسي؟

نعم، الفولاذ المقاوم للصدأ 420 مغناطيسي. هذا النوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ينتمي إلى عائلة المواد المارتنسيتية.