粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。
& e) q& g: L( X% R5 {. k) X, V: i* |* a. v8 I5 y. u( r8 B' I {
工艺流程
* Q% D) H! w6 b+ Z
$ G e0 M- C- b3 K(MIM)金属注射成形工艺是一种将金属粉末与粘结剂混合加工后用模具一次注射成形的新型工艺。那么该工艺的流程是什么样子的呢?现在就让小编带领大家一起了解一下。7 ]# H: c9 D" B6 [- L3 h
' u3 d4 o& B! ?
MIM金属注射成形工艺的工作流程是4 X/ N N4 J6 [5 M
( Q8 ? ]4 t$ Z5 |金属粉末及粘结剂→混炼→注射成形→脱粘→烧结→后处理→成品
/ e$ s2 I* ?+ P. V+ N6 D! z/ p; g& z- `# h4 v; a0 A
如图:
, v, O! }$ j( q# |" ^- B' F$ {- s' \! D% j4 e
) a1 i: z+ V% f9 {
通过上图,我们对MIM工艺的流程有了一个简单的了解。
8 m: Q E1 B1 Z& z- T) `. a( \* P2 m$ G) `# E' L) K
一、金属粉末与粘结剂
, }7 g" x2 G+ ~4 I7 n! ~+ P( h& P# e: V$ [7 A0 r
生产的金属粉末经过加工达到符合的颗粒大小(也就是行业里所说的目数),一般在0.5~20μm,这种大小的颗粒非常细,因此极易成形,且一次成形的密度和精度也很高。2 e$ u; l' j* p6 E+ a
- x( \- ?. Z* z9 k! s
当金属粉末制成后,我们需要用特制的有机粘结剂与金属粉末粘结在一起。粘接剂要求能在后期去除过程中不会出现化学反应,而且要容易去除而不留痕迹。需要根据比例适量使用。
9 F2 Q# ?3 f4 c1 _: V- o; b, x
* e" Y/ I7 O: |1 f. O6 `二、混炼
( F8 L8 R' @* v7 w
( R1 R' k2 P" T4 e粘结过的金属粉末均匀地掺混变成流动性较好的液态也就是适用于注射成形的状态。掺混的时候一定要均匀,因为这关系着注射成形的工艺参数和产品零部件的最终密度和耐久性能质量的好坏。当将二者均匀掺混以后,就可以经过混炼机加压经高温混炼,密炼机的排胶温度一般维持在120℃以上,高的甚至高达160-180℃,属于高温机械混炼。
2 d2 |' _% \ Z: j; j( D$ q+ I6 l4 m- M4 x5 r
三、注射成型
# s5 a D: v" u6 Z& I% E ?$ @
: e8 I5 X; G5 _+ a8 w- x4 t高温的液态金属经通过注射成形机挤入设计好的标准模具内,待液态充满后整个模具腔后,挤入的螺杆停止转动,借助螺杆的推力使模具内的物料在压力下保持适当的时间,进而冷却定型。通过注射成形工艺,克服了传统机械不能生产小形精密件的或者精度达不到的缺陷,而且使产品在精度上大大的提高。
9 ?+ l, s& C! W4 K5 L9 \( K# J2 I. R# h m2 X1 t
在注射成形的过程中,关键是要控制好注射的温度,提前对模具进行加热到一定温度,注射的压力等。否则将导致尺寸不符甚至有可能畸变报废。
5 v8 S4 S; |5 ?: D( p( U! C5 j. t0 _' n. q3 o
四、脱粘5 ?0 \, j$ S% P9 Y0 G/ z
( T* Z' N( N1 n- [8 r# l. D* m经过冷却后的零件毛坯在烧结前必须要把毛坯内所含的有机粘接剂去除,这个过程叫做脱粘。这个工艺要保证粘接剂从毛坯的整体沿着粉末颗粒间狭微通孔慢慢排出,从而保证毛坯的强度。# A- J/ N! Q% d1 n$ f
+ ~* ?" L' D2 ?; E, \( M
五、烧结5 f# s$ k0 c# @9 @/ n7 C- F; ]
# _* j+ G- \# ^4 U- W通过烧结,这个零件就基本快完成了。MIM零件通过烧结炉高温烧结后大大提高了产品的密度和抗腐蚀性能。这一步的关键在于控制好烧结的时间和温度。' I0 y9 p+ P/ H; p& a1 h
9 c# W, ]4 m( p! S9 u( p
六、后处理1 e6 m3 l3 s# g/ _+ V* a
( I+ {$ B: l+ O) J" ^
对于尺寸要求较为精密及有特殊性能要求的零件,需要进行必要的后处理。这步工艺根据零件的工艺、性能而变化。 {9 y( w6 X8 C- w
2 U$ N7 ]& i) q4 E3 X
七、成品
( v: }- p+ Y6 a) ^. j) b7 v7 k. \& O. t0 Z h1 m: Y$ [! t8 W/ o0 _- x; k
经MIM注射成形工艺所生产的产品经过上述工序就是一个合作的成品了。- W8 C v; @! ]- Q8 E4 W; p2 q
, ]" ?3 b+ z) b4 z
金属粉末注射成形打破了传统机械成形上形状上的限制,吸取塑料注射成形技术的优点在效率上得到了快速的提高。$ }/ Q y# B7 N/ _: d7 L
' k- }+ j; D$ p: B* x在机械零件生产上,公差值仅为±0.05mm,精度高,材料应用的范围广,被广泛地就用于机械、电子通讯、汽车、航空等。 H& W- t5 }) d
% `" c \1 ^" @ Z" W& p6 N lMIM适合大批量产的工艺
# `3 w% S) T Z9 o& {& U; o& c- P% I8 u
/ ?* S" F8 C3 b/ C3 k7 g
MIM与其它工艺的比较
2 I) q! X& C% H" L
" m( l- O( X! w: D一、MIM与传统加工工艺比较
5 B- J3 y" b. x. k& Y) ?. x5 ^0 S- ~& N6 f9 i! _, [5 u
6 B/ A& \6 F4 S$ s0 E
MIM 与传统粉末冶金相对比MIM可以制造复杂形状的产品,避免更多的二次机加工。; L( ~' a. I2 N* x' E# ~' r
! I p+ @' m0 p8 g5 U5 yMIM 产品密度高、耐蚀性好、强度高、延展性好。
- G ]: H u; g0 T
* O% E2 b5 C& w5 pMIM 可以将2个或更多PM产品组合成一个金属注射成型产品,节省材料和工序。
- n8 ]- g) F% ]
8 s+ e6 a3 U) c$ pMIM与机械加工相对比• MIM 设计可以节省材料、降低重量。3 l1 @/ T7 g" Y
q1 Y" f4 S& M
MIM 可以将注射后的浇口料重复破碎使用,不影响产品性能,材料利用率高。
; H. Z- g9 l2 R- `4 h* V
9 D. @* n! k" P8 q* m% X& [: {MIM通过模具一次成形复杂产品,避免多道加工工序。
) C! d* F7 y! g+ ^3 g& w; s1 c1 G- J$ Q- g2 [* ?
MIM可以制造难以机械加工材料的复杂形状零件。
3 Y" |) a- }- x4 ?2 m4 Y! H! _2 e1 t B6 e
MIM 与精密铸造相对比MIM 可以制造薄壁产品,最薄可以做到0.2mm。
) \. z* I+ j$ C1 U% _1 l5 I7 c$ V G9 E6 w) n! Z/ r3 `- l
MIM 产品表面粗糙度更好。 @+ U7 Z6 m5 q! o- t' _& K
1 Z" T6 R0 k5 [# d. s8 l! |" pMIM更适宜制细盲孔和通孔。2 m5 O$ j! n$ U3 ~3 _9 n
' x2 A- i0 E1 _; F1 l" |" |7 e
MIM 大大减少了二次机加工的工作量。1 u1 r; l \; Z0 `' B% `* J
! }& U: X3 E5 JMIM可以快速的大批量、低成本制造小型零件。
% @0 i7 p9 M, n6 E( T H& u: e$ q8 i6 ~3 ^3 ^5 g
4 Q5 f$ e! t3 g. |$ R |