Pièces moulées par injection de poudre métallique AlMg1SiCu

Description du produit

Données R&D

Le moulage par injection de métal consiste à mélanger du métal en poudre avec un liant pour former une matière première. Ce mélange est ensuite moulé par injection à l'aide d'un équipement de moulage par injection similaire à celui utilisé dans l'industrie du plastique. Cela forme un "corps vert". Le corps vert a une rigidité et une résistance suffisantes pour pouvoir être manipulé. Le corps vert est ensuite traité davantage pour éliminer le liant et fritter les particules de poudre métallique pour former l'article final. Les liants comprennent généralement plus d'un composé thermoplastique, des plastifiants et d'autres substances organiques. Idéalement, le liant est fondu ou liquide aux températures de moulage par injection mais se solidifie dans le moule lorsque le corps cru refroidit. La matière première peut être transformée en particules solides, par exemple par granulation. Ces granulés peuvent être stockés et introduits ultérieurement dans la machine de moulage par injection. Un équipement de moulage par injection typique comprend une vis ou une extrudeuse chauffée avec une buse à travers laquelle le mélange est extrudé dans une cavité de moule. L'extrudeuse est chauffée pour s'assurer que le liant est sous forme liquide, et la température de la buse est généralement soigneusement contrôlée pour garantir des conditions constantes. De manière appropriée, la température du moule est également contrôlée de sorte que la température soit suffisamment basse pour garantir que le corps cru est rigide lorsqu'il est retiré du moule. Le corps vert est plus grand que l'article final parce que le liant peut occuper une partie volumineuse du corps vert. Le traitement ultérieur du corps vert comprend l'élimination du liant et le frittage. Le liant peut être complètement éliminé avant le frittage. En variante, le liant peut être partiellement éliminé avant l'étape de frittage, l'élimination complète du liant étant réalisée pendant l'étape de frittage. Le liant peut être éliminé en dissolvant le liant avec un solvant ou en chauffant le corps cru pour faire fondre, décomposer et/ou évaporer le liant. L'élimination du solvant et l'élimination thermique peuvent également être utilisées en combinaison. L'étape de frittage consiste à chauffer le corps vert pour lier métallurgiquement les particules métalliques individuelles ensemble. Le frittage dans la production de pièces moulées par injection de poudre métallique AlMg1SiCu est généralement similaire à celui utilisé dans la production conventionnelle de pièces en poudre métallique. Une atmosphère non oxydante est généralement utilisée lors de l'étape de frittage pour éviter l'oxydation du métal. Lors du frittage dans le moulage par injection de métal, le corps poreux laissé après élimination du liant se densifie et se rétracte. La température de frittage et le profil de température sont généralement étroitement contrôlés pour maintenir la forme de l'article et empêcher la déformation de l'article pendant le frittage. De cette manière, un article de forme nette peut être récupéré de l'étape de frittage. Le moulage par injection de métal convient à la production d'articles à partir de presque tous les métaux qui peuvent être préparés sous une forme de poudre appropriée. Cependant, il est difficile d'utiliser l'aluminium dans le moulage par injection de métal car le film d'oxyde d'aluminium adhérent toujours présent à la surface des particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium inhibe le frittage. Le brevet US n° 6 761 852, attribué à Advanced Materials Technologies Pte Ltd, décrit un procédé de moulage par injection de métal pour former des pièces à partir d'aluminium et de ses alliages. Dans ce procédé, des poudres d'aluminium ou d'alliages d'aluminium sont mélangées avec des poudres contenant des matériaux dits eutectiques avec l'alumine, tels que du carbure de silicium ou des fluorures métalliques. Cette poudre hybride est ensuite mélangée à un liant, moulée par injection, le liant retiré et fritté. Dans le procédé de US6 761 852, le carbure de silicium ou le fluorure métallique est censé former un mélange eutectique avec l'alumine qui est censé dissoudre l'alumine pour obtenir un contact intime entre les surfaces d'aluminium pendant le frittage. Les demandeurs ne prétendent pas que l'art antérieur décrit dans cette description fait partie des connaissances générales courantes en Australie ou dans tout autre pays. Tout au long de cette description, à moins que le contexte ne l'exige autrement, le terme "comprenant" et ses équivalents doivent être considérés dans un sens ouvert.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION L'objet de la présente invention est de fournir un procédé de moulage par injection de métal qui permet de produire des articles en aluminium, alliages d'aluminium et composites à matrice d'aluminium. Selon un premier aspect, la présente invention propose un procédé de formation d'un article par moulage par injection de métal d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, ledit procédé comprenant l'étape consistant à * former un article comprenant de la poudre d'aluminium ou de la poudre d'alliage d'aluminium ou les deux et éventuellement des particules de céramique, un mélange d'un liant et d'un adjuvant de frittage comprenant un métal à bas point de fusion ; moulage par injection du mélange; retirer le liant; et frittage ; dans lequel le frittage est effectué dans une atmosphère contenant de l'azote et en présence d'un absorbeur d'oxygène. Le getter d'oxygène peut comprendre n'importe quel métal qui a une plus grande affinité pour l'oxygène que l'aluminium. Certains exemples de métaux appropriés pour une utilisation en tant qu'absorbeurs d'oxygène comprennent les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux et les métaux des terres rares. Si plus d'un métal de terre rare est utilisé comme absorbeur d'oxygène, on préfère utiliser un métal de terre rare du groupe des lanthanides. Le magnésium est le métal préféré pour une utilisation en tant qu'absorbeur d'oxygène car il a une pression de vapeur élevée, est facilement disponible et est relativement peu coûteux. Dans certains modes de réalisation, un absorbeur d'oxygène en vrac peut être situé autour de l'article fritté pendant le frittage. Dans d'autres modes de réalisation, un absorbeur d'oxygène en poudre peut être situé autour ou sur l'article fritté pendant le frittage. Comme autre option, l'absorbeur d'oxygène peut être mélangé avec de l'aluminium ou un alliage de poudre d'aluminium, ou avec le mélange introduit dans l'équipement de moulage par injection. Dans un autre mode de réalisation, l'absorbeur d'oxygène est présent en tant que composant de l'alliage ajouté au mélange, tel que dans une poudre d'alliage ajoutée au mélange. Par exemple, des poudres d'alliage contenant de l'aluminium et du magnésium (et éventuellement d'autres composants) peuvent être ajoutées ou incorporées dans le mélange. Des exemples de certains alliages qui peuvent être incorporés dans le mélange comprennent les poids Al{{0}}.9. /. Poids Mg et Al-2. /. Cu-9.3 poids. /. Mg-5.4 poids n/. Si. Sans vouloir être liés par la théorie, les inventeurs émettent l'hypothèse que le getter d'oxygène élimine l'oxygène éventuellement présent dans l'atmosphère entourant la pièce lors du frittage. Des absorbeurs d'oxygène peuvent également être utilisés pour réduire l'alumine entourant les particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. Cela aide à décomposer la couche d'alumine entourant les particules, exposant le métal frais et permettant au frittage des particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium de se produire. Comme mentionné ci-dessus, le magnésium est un absorbeur d'oxygène approprié. En plus d'être relativement bon marché, le magnésium a également une pression de vapeur élevée. Ainsi, lors de l'étape de frittage (qui se produit à haute température), de la vapeur de magnésium peut entourer l'article en cours de frittage. Des auxiliaires de frittage sont ajoutés au mélange avant le moulage par injection du mélange. Les auxiliaires de frittage sont des métaux à bas point de fusion. Par exemple, l'auxiliaire de frittage peut être un métal ayant un point de fusion inférieur à celui de l'aluminium. De préférence, l'auxiliaire de frittage comprend un métal à bas point de fusion qui est insoluble dans l'aluminium solide. Certains exemples d'auxiliaires de frittage appropriés comprennent l'étain, le plomb, l'indium, le bismuth et l'antimoine. L'étain s'est avéré particulièrement approprié pour aider au frittage de l'aluminium et des alliages d'aluminium. Par conséquent, l'étain est un auxiliaire de frittage préféré. L'étain est l'auxiliaire de frittage préféré pour une utilisation dans la présente invention parce qu'il a été trouvé que l'étain inhibe la formation de nitrure d'aluminium pendant le frittage (évitant ainsi la formation de nitrure d'aluminium en excès qui peut affecter négativement les propriétés de l'article final), et la tension superficielle de l'aluminium fondu est également modifiée, favorisant ainsi une bonne répartition de la phase liquide d'aluminium lors du frittage. Sur la base du poids total de la poudre métallique et de l'auxiliaire de frittage, la quantité ajoutée d'auxiliaire de frittage n'est pas supérieure à 10 % en poids. De préférence, l'auxiliaire de frittage est présent en une quantité de 0.1 % à 10 % en poids, plus préférablement 0.5 % à 3 % en poids, encore plus préférablement environ 2 % en poids. Si l'étain est utilisé comme auxiliaire de frittage, il peut être ajouté en une quantité de 0.1 pour cent à 10 pour cent en poids du mélange, de préférence {{30} } 0,5 % à 4 % en poids, encore plus préférablement 0,5 % à 2,0 % en poids. L'étain fond à 232'C, beaucoup plus bas que l'aluminium (66(TC), et n'a pas de phase intermétallique. L'étain est insoluble dans l'aluminium solide avec une solubilité solide maximale de moins de 0,15 %. L'aluminium est complètement miscible avec l'étain liquide, formant un miscible De plus, la tension superficielle de l'étain liquide est nettement inférieure à celle de l'aluminium, et les inventeurs ont montré que des traces d'étain peuvent améliorer les caractéristiques de mouillage et le comportement au frittage de l'aluminium.Pour ces raisons, l'étain est un auxiliaire de frittage particulièrement préféré. L'étape de frittage est réalisée sous atmosphère d'azote. Sans vouloir être liés par la théorie, les inventeurs émettent l'hypothèse que la réalisation de l'étape de frittage sous atmosphère d'azote peut favoriser la formation de nitrure d'aluminium. Les inventeurs émettent l'hypothèse que la formation de nitrure d'aluminium au cours l'étape de frittage peut contribuer à endommager ou à décomposer le film d'oxyde d'aluminium qui entoure généralement les particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. Utilisation d'étain en tant qu'auxiliaire de frittage peut également aider à contrôler la formation d'AlN, car un excès de nitrure d'aluminium formé pendant le frittage peut être préjudiciable aux propriétés de l'article final. Si de l'aluminium de haute pureté est utilisé comme poudre d'alimentation, les inventeurs ont découvert que le frittage de la poudre d'aluminium dans une atmosphère d'azote peut entraîner une conversion rapide de l'aluminium en nitrure d'aluminium. Étant donné que l'aluminium peut être converti en nitrure d'aluminium dans ces cas Vitesse rapide, il existe donc un risque que l'ensemble de l'article puisse être converti en nitrure d'aluminium. L'utilisation d'étain comme auxiliaire de frittage peut limiter la formation d'AlN en excès dans ces cas. Sans vouloir être liés par la théorie, les inventeurs postulent qu'en formant du nitrure d'aluminium, l'atmosphère d'azote détruit le film d'oxyde d'aluminium à la surface des particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. On suppose en outre que la destruction du film d'oxyde d'aluminium provoque le frittage des particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. L'atmosphère réalisant l'étape de frittage peut avoir une faible teneur en eau, par exemple avoir une pression partielle de vapeur d'eau inférieure à 0,001 kPa. Le point de rosée de l'atmosphère utilisée dans l'étape de frittage peut être inférieur à -60 degré, plus préférablement inférieur à -70 degré. Lorsque le magnésium est utilisé comme absorbeur d'oxygène, il réagit avec l'oxygène et l'eau, réduisant ainsi davantage la teneur en eau de l'atmosphère. On considère que la vapeur d'eau est extrêmement nocive pour le frittage de l'aluminium. L'atmosphère est une atmosphère contenant de l'azote. L'atmosphère peut être principalement constituée d'azote. L'atmosphère peut être composée à 100 % d'azote. L'atmosphère peut également comprendre un gaz inerte. Le gaz inerte peut constituer une petite fraction de l'atmosphère. L'atmosphère peut être sensiblement exempte d'oxygène et d'hydrogène. A cet égard, le gaz fourni comme atmosphère pendant le frittage est convenablement exempt d'oxygène ou d'hydrogène. Le liant utilisé dans la présente invention peut être n'importe quel liant ou composition de liant connu pour être approprié comme liant dans le moulage par injection de métal. Comme cela est connu de l'homme du métier, le liant Le liant est généralement un composant organique ou un mélange de deux composants organiques ou plus. Le liant comprend de préférence un composant thermoplastique qui permet au liant de fondre lorsque de la chaleur est appliquée. Le liant doit également être brut après moulage par injection. Le corps fournit une résistance suffisante pour permettre au corps vert d'être manipulé. De préférence, le liant peut être retiré du corps vert d'une manière qui maintient l'intégrité du corps vert pendant le retrait du liant. De préférence, après enlèvement, l'adhésif Le liant ne laisse aucun résidu. Le liant peut être composé de plus de deux matériaux. Les deux matériaux ou plus constituant le liant peuvent être sélectionnés de sorte qu'ils puissent être retirés séquentiellement du corps cru. De cette manière, il est plus facile d'obtenir un contrôle adhésif. Il facilite la conservation de l'intégrité de la forme du corps vert pendant le processus d'élimination du liant. A cet égard, il convient d'apprécier que si le liant est retiré trop rapidement, le risque que le corps vert perde son intégrité de forme augmente. Le liant peut être éliminé en utilisant une ou plusieurs techniques connues pour éliminer le liant dans le moulage par injection de métal. Par exemple, le liant peut être éliminé par dissolution dans un solvant, par traitement thermique pour faire fondre, évaporer ou décomposer le liant, par élimination catalytique ou par capillarité. Plus de deux techniques de déliantage peuvent être utilisées dans la phase de déliantage. Par exemple, la première étape de l'élimination du liant peut comprendre une extraction par solvant suivie d'une élimination thermique du liant restant. L'homme du métier comprendra qu'une large gamme de matériaux liants peut être utilisée. Certains exemples incluent les polymères organiques tels que l'acide stéarique, les cires, les paraffines et le polyéthylène. Sans vouloir être limités en aucune manière, les inventeurs ont utilisé des liants comprenant de l'acide stéarique, de la cire d'huile de palme et du polyéthylène haute densité dans des travaux expérimentaux liés à la présente invention. L'étape de frittage utilisée dans la présente invention implique le chauffage du corps vert à une température à laquelle l'aluminium ou l'alliage d'aluminium se fritte pour former un corps dense. L' étape de frittage comprend de préférence le chauffage à une température d' environ 550 degrés à environ 650 degrés , plus préférablement de 590 degrés à 640 degrés , le plus préférablement de 610 degrés à 630 degrés . Les temps de frittage peuvent varier. Généralement, pour des températures de frittage plus élevées, utilisez des temps de frittage plus courts. Fondamentalement, le temps de frittage doit être suffisamment long pour garantir qu'une densification maximale de l'article s'est produite. Il a été trouvé que pas plus de 2 heures de frittage à une température de 620 degrés à 630 degrés fournissent des résultats satisfaisants. Cependant, la présente invention englobe à la fois des durées de frittage plus longues et des durées de frittage plus courtes. La vitesse de chauffage et le profil de chaleur utilisés dans l'étape de frittage sont généralement étroitement contrôlés dans les procédés de moulage par injection de métal pour obtenir des propriétés optimales dans l'article final. L'homme du métier comprendra facilement comment déterminer la vitesse de chauffage et la distribution de température appropriées utilisées dans l'étape de frittage. Le procédé de la présente invention est applicable à l'aluminium métallique et aux alliages d'aluminium. Tout alliage d'aluminium peut être utilisé dans la présente invention, y compris les alliages d'aluminium des séries 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 et 8000. Les particules de céramique peuvent être mélangées avec de la poudre d'aluminium ou d'alliage d'aluminium pour produire des composites à matrice métallique d'aluminium. Les particules céramiques sont utilisées pour améliorer ou contrôler les propriétés des produits frittés. Ces propriétés peuvent comprendre, mais sans s'y limiter, la résistance à l'usure, la dureté ou le coefficient de dilatation thermique. Des exemples non limitatifs de matériaux céramiques typiques comprennent SiC, A1203, AIN, Si02, BN et TiB2. Peut être utilisé dans un équipement de moulage par injection de métal connu. Mettre en œuvre le procédé de la présente invention. Un mode de réalisation spécifique teste divers alliages et composition de poudre, taille de particule et forme de particule. D5 ( ) est la poudre sphérique AA6061 de 10 pm et l'étain sphérique de diamètre de particule < 45 pm est préféré. La matière première de moulage par injection de métal comprend un système de liant de 6061 poudre contenant 2 % en poids d'étain et 3 % en poids d'acide stéarique, 52 % en poids de cire d'huile de palme et 45 % en poids de polyéthylène haute densité. Les matières premières ont été mélangées à 165 degrés pendant 180 minutes. Après la granulation, les matières premières ont été moulées par injection en tiges étirées standard à l'aide d'une machine de moulage Arburg. Le décollement du solvant a été effectué dans du n-hexane à 40 degrés pendant 24 heures. Le déliantage restant et le frittage ont été combinés dans un four tubulaire étanche. L'atmosphère préférée est un débit d'azote de haute pureté de 1 litre/min. Le profil de chaleur utilisé dans le travail expérimental est présenté dans le tableau 1. Des tiges de magnésium ont été placées autour de l'article pendant le frittage. Des essais de traction ont été effectués sur le matériau ainsi fritté. Échelle de l'extensomètre La longueur est de 25 mm et la vitesse de la traverse est de 0,6 mm/min. La dureté Rockwell (HRH) des surfaces supérieure et inférieure est mesurée à l'aide d'une bille d'acier de 1/8 de pouce et d'une charge 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>9,3 % en poids de mélanges Mg-5.4wtn/.Si, teneur en liquide en fonction de la température. Il a été constaté que le frittage de AA6061 plus 7,5 % d'Al-2wt./.Cu à 610 degrés dans l'azote - 9.3 wt./. Mg - 5.4 % en poids MSi plus 2 poids/. Le mélange de matières premières Sn pendant 2 heures a produit une pièce sans distorsion et avec une densité théorique de 97 %. Exemple - L'utilisation d'étain comme auxiliaire de frittage pour le Sn général a été utilisée comme auxiliaire de frittage efficace pour les alliages d'aluminium pressés ou non compactés et les produits compactés produits par prototypage rapide. Les inventeurs ont montré que l'étain joue un rôle important dans le frittage de poudre libre tassée et de produits compactés en aluminium moulés par injection de poudre. Cependant, l'étain restera aux joints de grains après le frittage car l'étain est pratiquement insoluble dans l'aluminium solide. Un excès d'étain détériore les propriétés mécaniques, notamment la ductilité, ce qui est très souhaitable pour les alliages d'aluminium préparés à partir de poudres. Les parties décollées (parties brunes) des produits compactés en aluminium moulés par injection de poudre n'ont qu'une densité relative d'environ 85 %. Après élimination du liant polymère, il existe des canaux ouverts dans la partie déliée poreuse reliant les surfaces des pièces. Les poudres libres taraudées n'ont qu'environ 40-60 % de densité relative, et les pores connectés peuvent former des canaux ouverts vers la surface. Un grand volume de fluide est nécessaire pour sceller ces canaux. Dans l'exemple précédent, nous avons constaté que 4 % d'étain facilitaient le frittage d'une poudre d'aluminium pur faiblement compactée ; l'ajout de 2 % d'étain a amélioré le frittage des produits moulés par injection de poudre AA6061 compactés. Dans cet exemple, nous avons minimisé la quantité d'étain ajoutée tout en maintenant le volume de liquide en ajoutant de la poudre d'aluminium pré-alliée. L'ajout de grandes quantités de poudre pré-alliée contribuera également à augmenter la teneur en alliage dans la pièce frittée et à augmenter sa résistance. La réduction de la teneur en étain peut aider à améliorer la ductilité. De cette manière, les propriétés mécaniques du système d'alliage peuvent être encore améliorées. Étain élémentaire (<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.

Demande de droits

1. Procédé de formation d'un article par moulage par injection de métal d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium, ledit procédé comprenant les étapes de formation d'un article comprenant de la poudre d'aluminium ou de la poudre d'alliage d'aluminium ou les deux et éventuellement des particules de céramique, un liant et comprenant un mélange de frittage auxiliaires de métaux à bas point de fusion; • moulage par injection dudit mélange ; • enlever ledit liant ; et • frittage ; dans lequel ledit frittage est effectué dans une atmosphère contenant de l'azote et en présence d'un absorbeur d'oxygène.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'absorbeur d'oxygène comprend un métal ayant une plus grande affinité pour l'oxygène que l'aluminium.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'absorbeur d'oxygène est choisi dans le groupe constitué par les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux et les métaux des terres rares.

4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'absorbeur d'oxygène est le magnésium.

5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'absorbeur d'oxygène en vrac est positionné autour du produit fritté pendant le frittage, ou le getter d'oxygène en poudre est positionné autour ou sur le produit fritté pendant le frittage, ou absorbe l'agent oxygéné est mélangé à l'aluminium ou à l'aluminium. alliage en poudre, ou avec le mélange ajouté à l'équipement de moulage par injection, ou l'absorbeur d'oxygène est présent en tant que composant de l'alliage ajouté au mélange.

6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'auxiliaire de frittage est un métal qui a un point de fusion inférieur à celui de l'aluminium et qui est insoluble dans l'aluminium solide.

7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'auxiliaire de frittage comprend de l'étain.

8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'auxiliaire de frittage est présent en une quantité non supérieure à 10 % en poids, sur la base du poids total de la poudre métallique et de l'auxiliaire de frittage.

9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'auxiliaire de frittage est présent en une quantité allant de 0.1 pour cent à 10 pour cent en poids.

10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'auxiliaire de frittage est présent en une quantité de 0,5 % à 3 % en poids.

11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'atmosphère dans laquelle l'étape de frittage est effectuée a une faible teneur en eau, dans lequel la pression partielle de vapeur d'eau est inférieure à 0.001 kPa.

12. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le liant comprend un composant thermoplastique capable de faire fondre le liant lorsque de la chaleur est appliquée.

13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le liant est constitué de deux matériaux ou plus, et les matériaux sont sélectionnés de telle sorte qu'ils soient séquentiellement retirés du corps vert.

14. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le liant est éliminé par dissolution dans un solvant, fusion, évaporation ou décomposition du liant par traitement thermique, par élimination catalytique ou par capillarité.

15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel deux techniques d'élimination de liant ou plus sont utilisées pour éliminer le liant.

16. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le liant comprend de l'acide stéarique, de la cire d'huile de palme et du polyéthylène haute densité.

17. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape de frittage comprend le chauffage du corps cru à une température à laquelle l'aluminium ou l'alliage d'aluminium se fritte pour former un corps dense.

18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la température est dans la plage d'environ 550 degrés à environ 650 degrés.

19. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le mélange comprend des particules céramiques choisies dans le groupe consistant en SiC, Al2O3, AIN, SiO2, BN et TiB2.

20. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'atmosphère comprend de l'azote ou un mélange de flocons d'azote et d'un gaz inerte.

21. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'atmosphère est sensiblement exempte d'oxygène ou d'hydrogène. Résumé complet La présente invention concerne le moulage par injection de métal.

En particulier, la présente invention concerne un procédé de formation d'un article de pièces moulées par injection de poudre métallique AlMg1SiCu par moulage par injection de métal d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, ledit procédé comprenant les étapes de formation d'un article contenant de la poudre d'aluminium ou de la poudre d'alliage d'aluminium ou les deux et éventuellement Un mélange de particules céramiques, d'un liant et d'un auxiliaire de frittage comprenant un métal à bas point de fusion est présent ; moulage par injection du mélange; enlever le liant pour former un corps cru ; frittage de l'ébauche crue dans une atmosphère contenant de l'azote et en présence d'un absorbeur d'oxygène Le frittage est effectué en présence de .

Processus de moulage par injection de métal

Systèmes de détection