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粉末冶金軸承專業團隊在線服務“本信息長期有效”
2020-03-10





五金結構件-粉末冶金

金屬粉末注射成型技術(Metal Injection Molding,簡稱MIM技術)是集塑料成型工藝學、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多學科相互滲透與交叉的產物,利用模具可注射成型坯件並通過燒結快速製造高密度、高精度、三維複雜形狀的結構零件,能夠快速準確的將設計思想物化為具有一定結構、功能特性的製品並可直接批量生產出零件,是製造技術行業一次新的變革。該工藝技術不僅具有常規粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經濟效益高等優點,而且克服了傳統粉末冶金工藝製品密度低、材質不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、複雜結構的缺點,特別適合於大批量生產小型、複雜以及具有特殊要求的金屬零件。其中,熱塑性粘結劑應用廣泛,分為石蠟基粘結劑、油基粘結劑、聚合物基粘結劑等。


粉末注射成型技術彎道超車

粉末注射成型適用不鏽鋼,鐵基合金,磁性材料,鎢合金,硬質合金,精細陶瓷等係列。所製備的零件廣泛應用於航空航天工業、汽車業、兵工業、醫用器械、機械行業、日用品等領域。那麽粉末注射成型和其他成形工藝特點的比較,哪個更具優勢呢?

  (一)與傳統粉末冶金工藝比較

  粉末注射成型作為一種製造高質量精密零件的近淨成形技術,具有常規粉末冶金方法無法比擬的優勢。MIM能製造許多具有複雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表麵,交叉通孔、盲孔,凹台與鍵銷,加強筋板,表麵滾花等等,具有以上特征的零件都是無法用常規粉末冶金方法得到的。機械拋光機械拋光是靠切削、材料外表塑性變形去掉被拋光後的凸部而得到平滑麵的拋光方式,一般運用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特別零件如回轉體外表,可運用轉台等輔佐工具,外表質量要求高的可采取超精研拋的方式。

  (二)與比精密鑄造比較

  精密鑄造對於熔點相對較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維複雜形狀的零件。但對於難熔金屬和合金、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷等卻無能為力,這是精密鑄造的本質所決定的。另外,對於尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密鑄造是十分困難或不可行的。

  (三)與機加工比較

  傳統機械加工法,近來靠自動化而提升其加工能力,在效率和精度上有極大的進步,但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削、刨、銑、磨、鑽孔、拋光等)完成零件形狀的方式。

  機械加工方法的加工精度遠優於其他加工方法,但是因為材料的有效利用率低,且其形狀的完成受限於設備與刀具,有些零件無法用機械加工完成。相反的,粉末注射成型可以有效利用材料,形狀自由度不受限製。對於小型、高難度形狀的精密零件的製造,粉末注射成型工藝比較機械加工而言,其成本較低且效率高,具有很強的競爭力。MIM技術彌補了傳統加工方法在技術上的不足或無法製作的缺憾,並非與傳統加工方法競爭。粉末注射成型技術可以在傳統加工方法無法製作的零件領域發揮其特長。電解拋光根底原理與化學拋光雷同,即靠選擇性的溶解材料外表渺小凸出部分,使外表光滑。


AIM工藝簡介及AIM生產設備的發展現狀

MIM和CIM是粉末注射成形工藝的兩大分支。其中MIM是發展早也成熟的一個分支,被稱為21世界熱門的零部件成形技術,它也的確沒有辜負這樣一個榮譽,其產業不斷發展和壯大,並擁有了專門的金屬注射成形生產設備。現在粉末注射成型工藝一出現第三大分支:AIM,即鋁合金注射成型。該工藝技術不僅具有常規粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經濟效益高等優點,而且克服了傳統粉末冶金工藝製品密度低、材質不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、複雜結構的缺點,特別適合於大批量生產小型、複雜以及具有特殊要求的金屬零件。近年來,隨著金屬注射成形工藝的不斷成熟和普及,人們也越來越關注鋁合金這種具有優異功能的特殊複合金屬,因鋁合金種類繁多,性質差異較大,表麵極易被氧化的特點,其在注射成形方麵與普通金屬或合金要求是不同的,於是才會出現專門的AIM——鋁合金注射成形。

任何一個工藝要想發展,形成一種產業,必須要通過生產設備的改進和升級來為企業提高生產效率,AIM也不例外,zui初它是沒有專用的設備的,傳統粉末冶金和注塑行業通用生產設備以及金屬注射成形專用設備的都曾被用於該工藝中。但是它有其獨特的原料特點,那些非專用生產設備都無法很好滿足其正常生產需要,即使勉強可以使用製品的質量也大打折扣。因為麵心立方晶格的r-Fe總的間隙量雖比a-Fe的小,但空隙半徑比較大,所以能溶較多的碳。

AIM生產設備(主要是混煉造粒設備和注射設備)的研究是近幾年才開始的,因為鋁合金注射成形技術是非常先進的一門技術,國內對其研究也是剛剛開始,目前南京科技大學對此領域研究較早較多並已經取得一定研究成果,在領域的水平可以達到世界前三。由於鋁合金粉末的摩擦係數比普通金屬粉末和陶瓷粉末都要小,因此就混煉設備和注射設備來講,原則上是可以與其共用的。這些強項,使其在電子數碼產品、手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發動機零件、電子密封件、切削工具及運動器械中得到了大量的應用。

隨著AIM企業對生產效率和設備自動化,加工連續化程度以及設備性能等要求的提高,專業的鋁合金注射成形混煉機、造粒機及注射機的研究開始被眾多機械設備製造商提上日程。

目前國內已有少數幾家機械設備製造商通過與高等院校合作的方式,在AIM專用生產設備的研發生產方麵取得了初步的成效,並在一些企業開始試用,其功能和特性還有待在以後的生產實踐中不斷摸索和改進,相信隨著科技不斷進步,這些生產設備也會朝著智能化、環保化、自動化發展。粉末冶金生胚強度的概念粉末冶金生坯強度是指冷壓的粉末壓坯的機械強度。


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