Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 59650-2021 "Литье под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическими или керамическими порошками (PIM-технология). Термины и определения" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 августа 2021 г. N 830-ст)

Injection molding of polymeric materials highly filled with metal or ceramic powders (PIM-technology). Terms and definitions

УДК 621.762.01:006.354
ОКС 01.020,
01.110,
01.120,
77.160

Дата введения - 1 сентября 2021 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Акционерным обществом "Федеральный научно-производственный центр "Производственное объединение "СТАРТ" имени М.В. Проценко" (АО "ФНПЦ "ПО "Старт" им. М.В. Проценко") и Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Н.Э. Баумана")

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 182 "Аддитивные технологии"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 августа 2021 г. N 830-ст

4 Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт предназначен для обеспечения базового понимания технологии литья под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическими или керамическими порошками.

Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий данной области знания.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.

В стандарте приведены иноязычные эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения, используемые в технологии литья под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическими или керамическими порошками (PIM-технология), которая основана на аддитивном принципе изготовления деталей, т.е. на создании физических пространственных изделий путем формования полимерных материалов, высоконаполненных металлическими или керамическими порошками в формообразующей оснастке (пресс-форме), и последующего спекания отформованных изделий.

2 Термины и определения

2.1 Основные термины

2.1.1 литье под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическими или керамическими порошками (injection molding of polymeric materials highly filled with metal or ceramic powders): Процесс изготовления деталей из термопластичных полимерных материалов, высоконаполненных металлическими или керамическими порошками, осуществляющийся на термопластавтомате (2.1.4) путем впрыска расплава полимерного композиционного материала под высоким давлением в формообразующую оснастку (2.1.16), извлечения отливки ("зеленой" детали (2.1.5)), удаления связующего компонента (2.3.3) из отливки ("коричневая" деталь (2.1.6)) и ее спекания (2.1.13) (готовая деталь (2.1.7)).

2.1.2 литье под давлением полимерных материалов, высоконаполненных металлическим порошком (metal Injection Molding (MIM)): Процесс, в котором деталь ("зеленая" деталь (2.1.5)) получается литьем под давлением термопластичного полимерного композиционного материала, высоконаполненного металлическим порошком.

2.1.3 литье под давлением полимерных материалов, высоконаполненных керамическим порошком (ceramic Injection Molding (CIM)): Процесс, в котором деталь ("зеленая" деталь (2.1.5)) получается литьем под давлением термопластичного полимерного композиционного материала, высоконаполненного керамическим порошком.

2.1.4 термопластавтомат (injection molding machine): Инжекционно-литьевая машина, применяемая для изготовления деталей из термопластичных полимерных материалов под давлением.

2.1.5 "зеленая" деталь (green part): Заготовка, полученная из гранулята (2.3.2) в процессе впрыска его расплава под давлением в формообразующую оснастку (2.1.16) на термопластавтомате (2.1.4), не подвергавшаяся удалению связующего компонента (2.3.3) и спеканию (2.1.13).

2.1.6 "коричневая" деталь (brown part): Заготовка, полученная из "зеленой" детали (2.1.5) в результате удаления от 80 % до 95 % связующего компонента (2.3.3).

2.1.7 готовая деталь (finished part): Изделие, полученное в результате спекания "коричневой" детали (2.1.6).

2.1.8 удаление связующего компонента (binder removal): Процесс, при котором происходит удаление связующего компонента (2.3.3) из "зеленой" детали (2.1.5).

Примечание - В зависимости от состава связующего компонента, на основе которого был сделан гранулят (2.3.2), процесс удаления связующего компонента может быть выполнен следующими способами: термическим, каталитическим, растворением.

2.1.9 термический способ удаления связующего компонента (thermal binder removal): Способ, при котором связующий компонент (2.3.3) удаляется под воздействием температуры.

2.1.10 каталитический способ удаления связующего компонента (catalytic binder removal): Способ, при котором связующий компонент (2.3.3) удаляется под воздействием температуры, паров азотной кислоты и потока чистого азота.

2.1.11 способ удаления связующего компонента растворением (dissolution of the binder): Способ, при котором связующий компонент (2.3.3) удаляется под воздействием соответствующих растворителей.

Примечание - В качестве растворителей могут выступать: ацетон, этиловый спирт, гексан, вода и т.д.

2.1.12 печь для удаления связующего компонента (oven to remove the binder): Технологическое оборудование, предназначенное для частичного удаления связующего компонента из "зеленой" детали (2.1.5), полученной литьем под давлением на термопластавтомате (2.1.4).

2.1.13 спекание (sintering): Нагрев и выдержка "коричневой" детали (2.1.6) при температуре ниже точки плавления основного компонента (порошок) с целью обеспечения заданных химических и физико-механических свойств.

Примечание - Процесс выполняется в контролируемой атмосфере печи. Спекание может быть выполнено в среде защитных газов (азот "N ₂", аргон "Ar" и др.) или в среде восстановительного газа (водород "H ₂"), а также в вакууме и на воздухе (для керамики). Среда позволяет избежать окисления металла в процессе спекания.

2.1.14 предварительное спекание (presintering): Нагрев заготовки до температуры ниже температуры окончательного спекания.

Примечание - Обычно проводится для облегчения последующей обработки или для удаления части связующего компонента перед спеканием.

2.1.15 печь для спекания (sintering furnace): Технологическое оборудование, предназначенное для спекания "коричневой" детали (2.1.6) и получения готовой детали (2.1.7) с заданными химическими и физико-механическими свойствами.

2.1.16 формообразующая оснастка (пресс-форма) (forming tooling): Инструмент, участвующий в процессе литья под давлением на термопластавтомате (2.1.4), представляющий собой закрытую полость, повторяющую конфигурацию будущей детали с учетом технологической усадки, в которую под давлением впрыскивается расплав гранулята (2.3.2), и обеспечивающий охлаждение получаемой "зеленой" детали (2.1.5).

2.1.17 смешивание (mixing): Контролируемый процесс тщательного перемешивания металлических или керамических порошков со связующим компонентом (2.3.3) на специальном технологическом оборудовании.

2.1.18 гранулирование (granulation): Процесс получения гранул из смеси металлического или керамического порошка со связующим компонентом (2.3.3).

2.2 Технология. Общие положения

Принципиальная схема технологического процесса PIM-технологии представлена на рисунке А.1 приложения А.

2.2.1 объемная скорость впрыска, см  ³/с (flow rate): Объем подаваемого расплава материала термопластавтоматом (2.1.4) в формообразующую оснастку (2.1.16) в единицу времени.

2.2.2 давление впрыска (injection pressure): Давление, создаваемое рабочим органом термопластавтомата (2.1.4), при котором расплав гранулята (2.3.2) впрыскивается в формообразующую оснастку (2.1.16).

2.2.3 выдержка под давлением (pressure hold): Стадия процесса литья под давлением, начинающаяся после завершения стадии впрыска и заканчивающаяся, когда в формующей полости пресс-формы устанавливается атмосферное давление.

2.2.4 время охлаждения (cooling time): Время от окончания стадии впрыска расплава гранулята (2.3.2) до извлечения "зеленой" детали (2.1.5) из формообразующей оснастки.

2.2.5 линейная усадка (linear shrinkage): Относительное уменьшение размеров "коричневой" детали (2.1.6) во время спекания.

2.2.6 объемная усадка (volume shrinkage): Относительное уменьшение объема "коричневой" детали (2.1.6) в результате спекания.

2.2.7 скорость удаления связующего компонента (binder removal rate): Скорость движения фронта удаления связующего компонента в объеме детали.

2.2.8 объем впрыска (shot volume): Общий полезный объем, доступный в термопластавтомате (2.1.4) для изготовления "зеленой" детали (2.1.5).

2.2.9 гомогенность гранулята (homogeneity of granulate): Однородность компонентов гранулята (2.3.2), характеризующая их равномерное распределение внутри каждой отдельно взятой гранулы.

2.3 Технология. Материал

2.3.1 порошок (powder): Совокупность частиц металла, сплава или керамического материала, находящихся в контакте и не связанных между собой, являющихся основным компонентом для получения гранулята (2.3.2).

Примечание - Порошок подбирают в зависимости от материала готовой детали. Он может быть металлическим или керамическим, различных марок.

2.3.2 гранулят (фидсток) (feed