Mis on sideaine?
Metalli survevalu puhul on sideainel ülioluline roll. Sideained koosnevad tavaliselt mitmesuguste polümeeride segust, sealhulgas põhifaasist ja mitmest lisafaasist (nagu dispergeerivad ained, stabilisaatorid ja plastifikaatorid). Sideaine põhiülesanne on suurendada pulbri voolavust süstimise ajal, et hõlbustada vormimist ja anda detailile pärast vormimist teatud tugevus. Vahekomponendina ei kujunda sideaine mitte ainult metallipulbrit, vaid säilitab selle kuju ka enne paagutamise algust. Sideaine segamisel metallipulbriga tekib lähteaine, mida kasutatakse metalli survevalu puhul. Sideaine eemaldatakse pärast survevalu ja enne paagutamise algust.
Ja lõplikud omadused pärast paagutamist. Sideaine omadused mõjutavad metalliosakeste jaotumist, survevalu protsessi, süstitava detaili suurust ja paagutatud detaili lõppomadusi. Tabelis 4.1 on kokku võetud metalli survevalu ideaalse sideainesüsteemi omadused. Sideaine ja metalliosakesed peaksid olema väikese kokkupuutenurgaga, kuna väiksem kontaktnurk võimaldab sideainel pulbri pinda paremini niisutada, hõlbustades nii segamist ja survevalu. Sideaine ja metalliosakesed peaksid jääma vastastikku inertseks; see tähendab, et sideaine ei tohiks reageerida metalliosakestega ja metalliosakesed ei tohiks põhjustada sideaine polümeriseerumist ega lagunemist. Sideaine ja pulbri segu, st lähteaine, peab vastama erinevatele reoloogilistele nõuetele, et osad saaksid edukalt defektideta vormida. Sujuva survevalu tagamiseks peab lähteaine viskoossus olema mõistlikus vahemikus. Liiga madal lähteaine viskoossus põhjustab vormimise ajal pulbri ja sideaine faaside eraldumist, samas kui lähteaine liiga kõrge viskoossus mõjutab segamis- ja survevaluprotsessi. Lisaks nõudele, et lähteaine viskoossus oleks vormimise ajal ideaalses vahemikus, on nõutav ka lähteaine viskoossuse märkimisväärselt suurenemine jahutamisel, mis aitab sissepritsetoorikul säilitada jahutamise ajal teatud kuju.
Tabel 4.1 Ideaalsete sideainesüsteemide omadused metalli survevalu jaoks
| Üksus | Ideaalsed omadused |
|---|---|
| Koostoime pulbriga | Väike kontaktnurk, hea sidumisvõime pulbriga, keemiline reaktsioon puudub |
| Vooluomadused | Madal viskoossus vormimistemperatuuril, väike viskoossuse muutus vormimise ajal, kiire viskoossuse tõus jahutamisel, kõrge voolavus ja täidetavus |
| Kinnisvara tühistamine | Järk-järguline lagunemine, erinevad lagunemistemperatuurid sideaine erinevate komponentide jaoks, madal süsiniku jääksisaldus pärast sidumist, mitte-toksilised ja mitte-söövitavad lagunemissaadused |
| Tootmise töödeldavus | Lihtne hankida, madalad tootmiskulud, pikk säilivusaeg, ohutu ja keskkonnasõbralik, tsüklilisest kuumutamisest tingitud lagunemine puudub, kõrge tugevus ja kõvadus, madal soojuspaisumistegur, kergesti lahustuv tavalistes lahustites, kõrge määrdevõime, ahelate hargnemine molekulides puudub, orienteeritud jaotus puudub |
Sideaine tuleks lahtiühendamise ajal kiiresti eemaldada, ilma et see põhjustaks defekte sissepritse{0}}vormitud osas. Defektid tekivad kõige tõenäolisemalt rohelises kehas lahtiühendamisetapis, kuna defektide tõenäosus suureneb, kui tugevust tagav sideaine eemaldatakse. Avatud pooride puudumine termilise sidumise algfaasis põhjustab defekte, nagu praod ja villid sissepritsevormitud osas. Defekte võib põhjustada ka pinge, mis on põhjustatud sissepritsevormitud osas olevate polümeeri lagunemissaaduste tõrgetest{6}}. Selle vältimiseks on sideaine üldiselt konstrueeritud mitmekomponentse{8}}süsteemina, mis laguneb erinevatel temperatuuridel. Sel juhul saab lahtiühendamisprotsessi jagada kaheks etapiks: esimeses etapis eemaldatakse sideainesüsteemi madala -sulamistemperatuuriga-komponendid, luues rohelises kehas avatud poorid. Selle protsessi käigus annavad ülejäänud sideainesüsteemi komponendid tugevuse ja säilitavad survevaluvormi{13}}osa kuju. Teises etapis eemaldatakse järk-järgult muud sideainesüsteemi komponendid. See kaheetapiline eemaldamismeetod võimaldab sideaine kiiremat eemaldamist survevaluvormitud osast. Sideaine peaks olema ka täielikult lagunev, jätmata süsinikujääke, ja termilise sidumise käigus tekkivad lagunemissaadused ei tohiks olla seadmeid söövitavad.
Metalli survevalu valmistamisel kasutatavad sideained peaksid olema kergesti kättesaadavad, odavad ja pika säilivusajaga; värava- ja rennijäätmed peaksid olema survevaluprotsessi ajal korduvkasutatavad; sideainel peab olema hea taaskasutatavus ja see ei tohiks kuumutamisel laguneda; sideainel peab olema kõrge soojusjuhtivus ja madal soojuspaisumiskoefitsient, et vältida termilise stressi põhjustatud defekte.
Üks sideaine ei vasta tõenäoliselt kõigile sööda omadustele; survevalu puhul kasutatavad sideainesüsteemid sisaldavad tavaliselt mitut komponenti, millest igaüks täidab teatud funktsiooni. Sideainesüsteem sisaldab tavaliselt põhikomponenti, teised komponendid toimivad lisaainetena, et saavutada soovitud söödaomadused.