ГОСТ Р 59651-2021 Изделия из сталей и сплавов, изготовленные методом литья под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическими порошками (MIM – технология)

Литье под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическими порошками (MIM – технология) – это инновационная технология получения изделий сложной формы из сталей и сплавов. Другими словами, MIM-технология представляет собой производственный процесс порошковой металлургии, позволяющий получать изделия из полимерных материалов, наполненных металлическим порошком, любой геометрической формы с прочностью, превышающей прочность металлов.

Технология метода литья под давлением

MIM-технология простая, но объемная. В то же время она относится к экономически выгодным при получении изделий малых размеров. Преимущества, получаемые в результате использования процесса литья под давлением, следующие:

• Возможность обеспечения великолепных механических свойств, которые недостижимы при других технологиях обработки;
• Способность обеспечивать изделию высокоточные характеристики в соответствии с заданной сложной формой;
• Предоставлять неограниченные возможности по формированию изделий с геометрическими характеристиками любой сложности;
• Обеспечивать высокую производительность производства в сравнении с другими видами технологических процессов обработки;
• Возможность повторного использования сырья (при отсутствии его переработки после формования);
• Высокая степень использования исходного материала при минимальных потерях, т.е. безотходное производство;
• Отсутствие обработки изделий после их изготовления.

Изготовление изделия включает три основных этапа – инжектирование, дебайдинг и спекание.

На этапе инжектирования фидсток (смесь металлического порошка и связующих элементов) в расплавленном состоянии подается в пресс-форму и из него формируется так называемое «зеленое» изделие. От конечного отличается несколько увеличенными размерами (учитывается будущая усадка материала).

Во время второго этапа из «зеленого» изделия с помощью специального растворителя удаляют связывающее вещество. Изделие меняет цвет на коричневый.

На этапе спекания, проводимого в вакууме, в изделии происходит усадка материала, в результате чего оно приобретает конечную заданную форму и размеры.

Изделия, изготовленные по MIM-технологии, применяются почти во всех отраслях народного хозяйства – медицине, автомобилестроении, аэрокосмической отрасли, оборонной промышленности, быту и др.

В процессе производства материалы и готовые изделия подвергаются различным испытаниям с целью определения соответствия требованиям, установленным НТД.

Единые требования, связанные с изготовлением материалов по MIM – технологии

Для оценки общих требований к изделиям, выполненным по MIM – технологии разработан ряд соответствующих стандартов. Одним из них является ГОСТ Р 59651-2021.

В главе Технические требования изложены общие требования к изделиям. Особое внимание уделяется соответствию НТД составляющих материалов, соблюдению требований настоящего стандарта, внешнему виду, допустимым отклонениям размеров (см. табл. 1) и химическому составу материала.

Таблица 1

В требованиях к качеству поверхности изделий детализированы размеры возможных при изготовлении изъянов. Так, царапины на поверхности от зачистного инструмента не должны превышать общую длину более 2 мм на площади 1 см², а следы линий разъема пресс-формы на резьбовой поверхности допускаются не более 0,2 длины витка на заходной части и не более 0,05 длины на остальных витках.

Глава 5 стандарта посвящена правилам приемки. Согласно ее предписаниям, все поставляемые изделия должны быть приняты службой технического контроля изготовителя. При контроле качества изделий подтверждаются соответствие всех параметров, предъявляемых к данному изделию. Например, показателями качества являются:

• Габаритные размеры и масса;
• Шероховатость поверхности;
• Квалитет точности;
• Химический состав материала;
• Твердость;
• Плотность после спекания.

По требованию заказчика перечень показателей может дополняться необходимыми.

По результатам контроля определяется пригодность изделия к эксплуатации. В случаях выявления несоответствий требованиям изделий НТД проводятся дополнительные операции контроля на удвоенном количестве образцов. При обнаружении несоответствий во время повторного контроля выясняются причины их возникновения и проводятся корректирующие мероприятия по усовершенствованию процессов производства.

Глава 6 определяет методику контроля изделий. Методы контроля на наличие внутренних дефектов (пористость, расслоение, трещины и др.) изложены в ГОСТ 20415-82, ГОСТ 20426-82 и ГОСТ Р ИСО 16809-2022. Плотность спеченного изделия определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 20018-74 или ГОСТ Р 57844-2017. Измерение шероховатости поверхности проводится по ГОСТ 19300-86. Химический состав материала контролируется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54153-2010 на образцах-свидетелях.

Испытания на растяжение проводится по ГОСТ 1497-2023 на образцах установленной стандартом формы.

где: см. табл. 2

Таблица 2

Глава 7 стандарта устанавливает правила маркировки, упаковки, транспортирования и хранения. Маркировка транспортной тары осуществляется по ГОСТ 14192-96. В каждый ящик должен быть вложен упаковочный лист, содержащий:

• Наименование изделия;
• Количество изделий в упаковке;
• Клеймо ОТК;
• Наименование изготовителя;
• Дату выпуска изделия;
• Указание массы нетто и брутто.

Условия транспортирования и хранения должны изложены в ГОСТ 23170-78.

Настоящий стандарт содержит два справочных Приложения:

1. А. Характеристики и допустимые отклонения геометрических размеров изделий, изготовленных по MIM-технологии.
2. Б. Марки, химический состав, физико-механические свойства материала изделий, изготовленных по MIM-технологии.