بهینه‌سازی پارامترهای تزریق در فرآیند تزریق پودر فلز (mim) قطعه فولادی کم‌آلیاژ 4605

فرآیند تزریق پودر فلز (mim) جزء فرآیندهای نوین ساخت و تولید در شاخه متالورژی پودر است. این فرآیند قابلیت تولید قطعات کوچک فلزی با اشکال پیچیده در تیراژهای بالا را دارد که شامل چهار مرحله اختلاط، تزریق، چسب زدایی و تف جوشی بوده که خواص قطعه تولیدی متاثر از پارامترهای هر کدام از این مراحل است. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فشار تزریق، دمای تزریق و قالب، فشار نگهداری، زمان نگهداری، سرعت تزریق و زمان خنک کاری روی چگالی، استحکام و سختی قطعه تولیدی mim بررسی شده است. سپس با انجام طراحی آزمایش به روش پاسخ رویه سطح (rsm)، تعداد 50 نمونه به حالت های مختلف تزریق شده اند. در ادامه به منظور ارزیابی چگالی، استحکام کششی و سختی نمونه ها، فرآیند چسب زدایی و تف جوشی روی آنها انجام شده است. نتایج نشان دادند که فشار تزریق، دمای تزریق و دمای قالب به ترتیب بیشترین تاثیر را روی استحکام و چگالی قطعات mim داشته و در سمت مقابل پارامترهای فشار نگهداری ماده مذاب، زمان نگهداری و زمان خنک کاری اثر ناچیزی دارند. همچنین مشاهده شد که میان این خواص، سختی کمتر از چگالی و استحکام تحت تاثیر پارامترهای تزریق است. در نهایت، بهینه ترین حالت برای تزریق نمونه ها از جنس فولاد کم آلیاژ 4605 با چگالی و استحکام بالا شامل فشار تزریق (133بار)، دمای تزریق ( °c158)، دمای قالب ( °c60)، فشار نگهداری (70بار)، زمان نگهداری (8ثانیه)، سرعت تزریق (112میلی متر بر دقیقه) و زمان خنک کاری (17ثانیه) است.

Optimization of Injection Parameters in Metal Injection Molding of 4605 Low Alloy Steel

Metal injection molding (MIM) is a novel process classified in powder metallurgy. This process can produce complex metallic parts with high rate of production and consists of four stages, including mixing, injection, debinding, and sintering, where the properties of the final part highly depends on the parameters of each of these stages. In this study, the parameters of injection pressure, injection and mold temperature, holding pressure, holding time, injection speed, and cooling time on the density, strength, and hardness of the final MIM compact have been investigated. By the design of experiments and response surface methodology (RSM) method, 50 samples have been injected using different parameters. In order to measure the density, tensile strength, ad hardness of the samples, the debinding and sintering procedures have been done on the injected samples. The results show that the injection pressure, injection temperature, and mold temperature have the highest effect on the strength and density of the final part, respectively, and on the other hand, holding pressure, holding time, and cooling time have a negligible effect. Within the measured properties, density and strength are more affected by the injection parameters compared to hardness. Finally, the optimum injection parameters for samples made of 4605 low alloy steel include injection pressure of 133 bar, injection temperature of 158, mold temperature of 60, the holding pressure of 70 bar, holding time of 8 second, injection speed of 112 mm/min, and cooling cycle of 17 second.