Publication: 42CrMo4 steel produced by metal injection molding
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Publication date
2013
Defense date
2013-10-31
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Abstract
MIM (Metal Injection Molding) is the more attractive alternative compared with the classical powder metallurgy. The process combines the advantage of powder metallurgy (more independence of material sampling) and the plastic injection molding (more independence of shape design). Advantages in mechanical properties are given by an higher density and the regular microstructure with controllable grain size and also from totally closed porosity with rounded shape of pores.
The aim of this work is to study the mechanical properties and dimensional shrinkage during sintering of different powders of the steel 42CrMo4, to know which is more suitable for the production of parts using MIM technology.
The conception of this project emerged as a result of the collaboration of the Department of industrial engineering of the University of Trento with the company MIMest, specialized in producing metal injected parts. The company provided five specimens produced with different powders, but all of them with of the same chemical composition (steel 42CrMo4):
-Master Alloy
-Blended Elemental
-Prealloyed
From these samples, is intended to develop a detailed investigation of the steel 42CrMo4 during sintering, as well as studying the mechanical properties of the material after sintering.
Finally, the sintering of materials was performed, determining the optimal process conditions. The obtained parts were studied to evaluate some physical and mechanical properties as density, porosity and hardness. Both, the sintering process as the end properties were related with the characteristics of starting powder and its effects on microstructure and densification
La tecnología MIM (Moldeo por inyección de metales) es la alternativa más atractiva en comparación con la clásica pulvimetalurgia. El proceso combina la ventaja de la pulvimetalurgia (mayor independencia de muestreo de material) y del moldeo por inyección de plástico (mayor independencia en el diseño de la forma). Las mejores ventajas en las propiedades mecánicas se deben a una densidad más alta y a una microestructura regular con tamaño de grano controlable, al igual que a una presencia de poros redondeados totalmente cerrados. El objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades mecánicas y la contracción dimensional durante la sinterización de diferentes polvos del acero 42CrMo4, con el fin de saber cuál es el más adecuado para la producción de piezas usando la tecnología MIM. La concepción de este proyecto surgió como resultado de la colaboración del Departamento de ingeniería industrial de la Universidad de Trento con la empresa MIMest, especializada en la producción de piezas de metal inyectado. Esta empresa ha aportado cinco ejemplares producidos con diferentes polvos, pero todos ellos con la misma composición química (acero 42CrMo4): -Master Alloy -Blended Elemental -Prealloyed A partir de estas muestras, se pretende desarrollar una investigación detallada del acero 42CrMo4 durante la sinterización, así como estudiar las propiedades mecánicas del material después de la sinterización. Finalmente, la sinterización de los materiales fue realizada, determinando las condiciones óptimas del proceso. Las piezas obtenidas fueron estudiadas para evaluar algunas propiedades físicas y mecánicas tales como densidad, porosidad y dureza. Tanto el proceso de sinterización como las propiedades finales estaban relacionados con las características de los polvos iniciales y con sus efectos sobre la microestructura y densificación.
La tecnología MIM (Moldeo por inyección de metales) es la alternativa más atractiva en comparación con la clásica pulvimetalurgia. El proceso combina la ventaja de la pulvimetalurgia (mayor independencia de muestreo de material) y del moldeo por inyección de plástico (mayor independencia en el diseño de la forma). Las mejores ventajas en las propiedades mecánicas se deben a una densidad más alta y a una microestructura regular con tamaño de grano controlable, al igual que a una presencia de poros redondeados totalmente cerrados. El objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades mecánicas y la contracción dimensional durante la sinterización de diferentes polvos del acero 42CrMo4, con el fin de saber cuál es el más adecuado para la producción de piezas usando la tecnología MIM. La concepción de este proyecto surgió como resultado de la colaboración del Departamento de ingeniería industrial de la Universidad de Trento con la empresa MIMest, especializada en la producción de piezas de metal inyectado. Esta empresa ha aportado cinco ejemplares producidos con diferentes polvos, pero todos ellos con la misma composición química (acero 42CrMo4): -Master Alloy -Blended Elemental -Prealloyed A partir de estas muestras, se pretende desarrollar una investigación detallada del acero 42CrMo4 durante la sinterización, así como estudiar las propiedades mecánicas del material después de la sinterización. Finalmente, la sinterización de los materiales fue realizada, determinando las condiciones óptimas del proceso. Las piezas obtenidas fueron estudiadas para evaluar algunas propiedades físicas y mecánicas tales como densidad, porosidad y dureza. Tanto el proceso de sinterización como las propiedades finales estaban relacionados con las características de los polvos iniciales y con sus efectos sobre la microestructura y densificación.
Description
Keywords
Acero, Moldeo por inyección, Metales, Pulvimetalurgia, Sinterización