葡京澳门赌场官网金属粉末冶金过程分析监测系

发布日期:2020-07-02 13:10

  金属粉末冶金注射成型技术_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。金属粉末冶金注射成型技术 金属粉末注射成型技术(MetalPowderInjectionMolding,简称 MIM)是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新 型粉末冶金近净形成形技术。

  金属粉末冶金注射成型技术 金属粉末注射成型技术(MetalPowderInjectionMolding,简称 MIM)是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新 型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是:首先将固体粉末与 有机粘结剂均匀混练,经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用注射 成形机注入模腔内固化成形, 然后用化学或热分解的方法将成形坯中 的粘结剂脱除,最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比, 具有精度高、组织均匀、性能优异,生产成本低等特点,其产品广泛 应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、 体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此,国际上普遍 认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命, 被誉 为“当今最热门的零部件成形技术”和“21 世纪的成形技术”。 美国加州 Parmatech 公司于 1973 年发明,八十年代初欧洲许多 国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术,并得到迅速推广。 特别是八十年代中期, 这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发 展,每年都以惊人的速度递增。到目前为止,美国、西欧、日本等十 多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、 研制与 销售工作。日本在竞争上十分积极,并且表现突出,许多大型株式会 社均参与 MIM 工业的推广,这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、 川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工--爱普生、大同特殊钢等。目 前日本有四十多家专业从事 MIM 产业的公司, MIM 工业产品的销售 其 总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止,金属粉末冶金3D打印全球已有百余家公司从 事该项技术的产品开发、研制与销售工作,MIM 技术也因此成为新型 制造业中最为活跃的前沿技术领域,被世界冶金行业的开拓性技术, 代表着粉末冶金技术发展的主方向 MIM 技术。 金属粉末注射成型技术是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末 冶金工艺学和金属材料学等多学科透与交叉的产物, 利用模具可注射 成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构 零件,能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的 制品,并可直接批量生产出零件,是制造技术行业一次新的变革。该 工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济 效益高等优点,而且克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机 械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点,金属粉末冶金设备特别适合于大批量生产 小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。工艺流程粘结剂→混炼→ 注射成形→脱脂→烧结→后处理。 粉末金属粉末 MIM 工艺所用金属粉末颗粒尺寸一般在 0.5~20μm;从理论上讲, 颗粒越细,比表面积也越大,易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工 艺则采用大于 40μm 的较粗的粉末。 有机胶粘剂 有机胶粘剂作用是粘接金属粉末颗粒,使混合料在注射机料筒中 加热具有流变性和润滑性,也就是说带动粉末流动的载体。因此,粘 接剂的选择是整个粉末的载体。因此,粘拉选择是整个粉末注射成型 的关键。金属粉末冶金过程分析监测系统对有机粘接剂要求: 1.用量少,用较少的粘接剂能使混合料产生较好的流变性; 2.不反应,在去除粘接剂的过程中与金属粉末不起任何化学反 应; 3.易去除,在制品内不残留碳。 混料 把金属粉末与有机粘接剂均匀掺混在一起,使各种原料成为注射 成型用混合料。混合料的均匀程度直接影响其流动性,因而影响注射 成型工艺参数,以至最终材料的密度及其它性能。注射成形本步工艺 过程与塑料注射成型工艺过程在原理上是一致的, 其设备条件也基本 相同。在注射成型过程中,混合料在注射机料筒内被加热成具有流变 性的塑性物料,并在适当的注射压力下注入模具中,成型出毛坯。注 射成型的毛坯的微观上应均匀一致, 从而使制品在烧结过程中均匀收 缩。 萃取 成型毛坯在烧结前必须去除毛坯内所含有的有机粘接剂,该过程 称为萃取。 萃取工艺必须保证粘接剂从毛坯的不同部位沿着颗料之间 的微小通道逐渐地排出,而不降低毛坯的强度。粘结剂的排除速率一 般遵循扩散方程。 烧结烧结能使多孔的脱脂毛坯收缩至密化成为具有 一定组织和性能的制品。 尽管制品的性能与烧结前的许多工艺因素有 关,但在许多情况下,烧结工艺对最终制品的金相组织和性能有着很 大、甚至决定性的影响。 后处理 对于尺寸要求较为精密的零件,需要进行必要的后处理。这工序 与常规金属制品的热处理工序相同。 MIM 工艺的特点,MIM 工艺与其它加工工艺的对比 MIM 使用的原料粉末粒径在 2-15μm,而传统粉末冶金的原粉粉 末粒径大多在 50-100μm。MIM 工艺的成品密度高,原因是使用微细 粉末。MIM 工艺具有传统粉末冶金工艺的优点,而形状上自由度高是 传统粉末冶金所不能达到的。 传统粉末冶金限于模具的强度和填充密 度,形状大多为二维圆柱型。葡京澳门赌场官网 传统的精密铸造脱燥工艺为一种制作复杂形状产品极有效的技 术,近年使用陶心辅助可以完成狭缝、深孔穴的成品,但是碍于陶心 的强度,以及铸液的流动性的限制,该工艺仍有某些技术上的困难。 一般而言,此工艺制造大、中型零件较为合适,小型而复杂形状的零 件则以 MIM 工艺较为合适。 比较项目制造工艺 MIM 工艺传统粉末冶金 工艺粉末粒径(μm)2-1550-100 相对密度(%)95-9880-85 产品重量(g) 小于或等于 400 克 10-数百产品形状三维复杂形状二维简单形状机械 性能优劣。 MIM 制程和传统粉末冶金法的比较压铸工艺用在铝和锌合金等熔 点低、 铸液流动性良好的材料。 此工艺的产品因材料的限制, 其强度、 耐磨性、耐蚀性均有限度。MIM 工艺可以加工的原材料较多。 精密铸造工艺,虽然在近年来其产品的精度和复杂度均提高,但 仍比不上脱蜡工艺和 MIM 工艺,粉末锻造是一项重要的发展,已适用 于连杆的量产制造。但是一般而言,锻造的工程中热处理的成本和模 具的寿命还是有问题,仍待进一步解决。 传统机械加工法、近来靠自动化而提升其加