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MIM粉末冶金成型机相关认识

责任编辑:鑫台铭  发布时间:2021-09-27
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鑫台铭MIM粉末冶金成型机的相关认识:---鑫台铭提供。

粉末冶金对于很多同学来说,应该很陌生,因为在电子产品设计上用的很少,就算有用到,也都是一些标准的配件。比如高端智能手机里SIM卡托,(就是取卡的时候需要拿根针去顶一下,然后弹出来的那个抽屉盒子,这个就是MIM粉末冶金制造出来的)。还有就是生活中常见的,指甲钳,有些也是采用的是粉末冶金制造的,再有就是拉链头,齿轮等。通常比较小型的金属配件,或小型外观件上用的金属配件。

由于MIM粉末冶金制造加工成本高,在科技不断进步的同时,很多小件都可以用锌合金或铝合金等压铸金属代替了。但是MIM粉末冶金还是有它的优势,比如用不锈钢粉末冶金,抛光后露出本色,可以做到几十年甚至更久都不会褪色,这个不是用电镀能够代替的。


MIM粉末冶金成型机相关认识


一、什么是MIM粉末冶金?

金属注射成形 ( Metal injection Molding、MIM ) 是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合,然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料,而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂,再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品还可能要进行进一步致密化处理、热处理或机加工。烧结产品不仅具有与塑料注射成形法所得制品一样的复杂形状和高精度,而且具有与锻件接近的物理、化学与机械性能。该工艺技术适合大批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的金属零部件的制造。

二、MIM粉末冶金的技术特点:

MIM 技术结合了粉末冶金与塑料注射成形两大技术的优点,突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制,同时利用了塑料注射成形技术能大批量、高效率成形具有复杂形状的零件的特点,成为现代制造高质量精密零件的一项成形技术,具有常规粉末冶金、机加工和精密铸造等加工方法无法比拟的优势。

1、像生产塑料制品一样生产形状复杂的小型金属零件,适用于制造几何形状复杂、精密度高及具有特殊要求的小零件通常重量在(0.2-200g)

2、可直接成形薄壁结构件,制品形状接近或达到最终产品要求,尺寸公差一般能保持在±0.10%~±0.30%水平

3、与传统的机械加工、精密铸造相比,制品内部组织结构更均匀;与传统粉末冶金压制烧结相比,产品性能更优异,尺寸精度高,表面光洁度好(表面粗糙度可达Ra0.80~1.6μm),不必进行再加工或只需少量精加工

4、材料适用范围广,制品密度高(可达95%~99%),且组织均匀、性能优异,可进行渗碳、淬火、回火等热处理

5、制品微观组织均匀,产品密度、强度、硬度、韧性、塑性等力学性能高,产品质量稳定,生产效率高,可实现自动化、大批量、规模化生产

注解:在结构设计的时候,完全可以按照塑胶产品的结构方式去设计,而且最薄厚度可以做到0.3mm以上。当然,厚度越薄,产品强度也就越差,别以为是金属的就很硬,轻轻一扳就弯了。

三、MIM粉末冶金适用与那些材料:

MIM技术适合于铁基合金钢、不锈钢、镍基合金、钨合金、硬质合金、钛合金、磁性材料、Kovar合金、精细陶瓷等。

四、MIM粉末冶金制造工艺流程

大体流程分为:制粉→混料造粒(金属粉末与粘接剂混合)→注射成形→脱脂→烧结→后处理。这里喂料之前就要将混合的粉末制成颗粒,然后才能更好的注射成型。

1、制粉

制粉是将原料制成粉末的过程,常用的制粉方法有氧化物还原法和机械法。

A、氧化物还原法是用固体或液体还原剂还原金属氧化物制成粉末的方法。

B、机械法是利用球磨或利用动力(如气流或液流)使金属物料碎块间产生碰撞、摩擦获得金属粉末的方法

2、混料造粒

混料是将各种所需的粉末按一定的比例混合,并使其均匀化制成坯粉的过程。分干式、半干式和湿式三种,分别用于不同要求。

A、半干式用于各组元密度相差较大和要求均匀程度较高的情况,混料时加入少量的液体(如机油)。

B、湿式混料时加入大量的易挥发液体(如酒精),并同时伴以球磨,提高混料均匀程度,增加各组元间的接触面积和改善烧结性能。为改善混料的成形性,在混料重要添加增塑剂。

C、干式用于各组元密度相近且混合均匀程度要求不高的情况。

3、注射成形

成形是将混合均匀的混料,装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。压制成形常用的方法有以下两种:

A、加热加压成形高温下粉末颗粒变软,变形抗力减小,用较小的压力就可以获得致密的形坯。

B、常温加压成形在机械压力下使粉末颗粒间产生机械噬合力和原子间吸附力,从而形成冷焊结合,制成形坯。优点是对设备、模具材料无特殊要求,操作简便;缺点是粉末颗粒间结合力较弱,形坯容易损坏,形坯由于是在常温下成形,因此需要施加较大的压力克服由于粉末颗粒产生塑性变形而造成的加工硬化现象。另外,常温加压成形的形坯的密度较低,因此其孔隙度较大。

4、烧结

烧结是通过焙烧,使形坯颗粒间发生扩散、熔焊、再结晶等过程,使粉末颗粒牢固地焊合在一起,使孔隙减小密度增大,最终得到“晶体结合体”。从而获得所需要的具有一定物理及力学性能的过程。

5、后处理

粉末冶金制品经烧结后可以直接使用,但当制品的性能要求较高时,还常常需要进行后处理。常用的后处理方法有以下几种:

A、蒸汽处理铁基零件在500-600℃水蒸气中处理,使零件内外表面形成一层硬而致密的氧化膜,从而提高零件的耐磨性和防止零件生锈。(用于机械配件,比如齿轮等)

B、硫化处理将零件放置在120℃的熔融硫槽内,经十几分钟后取出,并在氢气的保护下再加热到720℃,使零件表面孔隙形成硫化物。硫化处理能大大提高零件的减磨性和改善加工性能。

C、整形将烧结后的零件装入与压模结构相似的整形模内,在压力机上再进行一次压形,以提高零件的尺寸精度和减少零件的表面粗糙度,用于消除在烧结过程中造成的微量变形。

D、侵油将零件放入100-200℃热油重或在真空下使油渗入粉末零件孔隙中的过程,经浸油后的零件可提高耐磨性,并能防止零件生锈。(用于机械配件,比如齿轮等)

E、抛光电镀处理,将产品放置与抛光治具上,进行人工或者机械抛光,使表面变得光亮,然后进行清洗,再电镀处理。

注解:大体流程就是将金属粉末材料根据比例与粘合剂进行混合,然后注射成型,再烧结,再后处理。需要注意的是在烧结完成后,产品会有形变,那么就需要做整形模具来整形。

五、MIM粉末冶金的应用:

1、计算机及辅助设施:如打印机零件、磁芯、撞针轴销、驱动零件。

2、工具:如枪钻、钻卡头、电动工具、手工工具、扳手等所用零件,铣刀头、喷嘴等。

3、家用器具:如表壳、表链、电动牙刷、剪刀、风扇、高尔夫球头、仿真珠宝、刀具刀头等零件。

4、医疗器械零件:如牙齿矫形架、剪刀、镊子。

5、军用军械零件:导弹尾翼、枪支零件、弹头、药型罩、引信用零件。

6、电气零件:如微型马达零件、电子零件、传感器件、手机、用零件。

7、机械用零件:如松棉机、纺织机、缝纫机、办公机械等各类机械的小型复杂零件。

8、汽车、船舶零件:如离合器内环、摇臂镶块、拨叉套、分配器套、汽车安全气囊件、汽车锁具。

注解:手机上常用在侧键,卡托,笔记本电脑常用于转轴等。

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