粉末注射成型

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MIM金屬粉末注射成型形

MIM金屬粉末注射成型形

發布日期:2013-12-02 00:00 來源: 點擊:

  金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding,简称MIM)是将现代塑料喷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℃)用喷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天天看高清。与传统工艺相比,具有精度高、组织均匀、性能优异,天天看高清成本低等特点,其天天看高清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天天看高清开发、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,其MIM工业天天看高清的销售总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止,全球已有百余家公司从事该项技术的天天看高清开发、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,被世界冶金天天看高清的开拓性技术,代表着粉末冶金技术发展的主方向MIM技术。
  金属粉末喷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,利用模具可喷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,并可直接批量天天看高清出零件,是制造技术天天看高清一次新的变革。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,特别适合于大批量天天看高清小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。工艺流程粘结剂→混炼→喷射成形→脱脂→烧结→后处理
  粉末金屬粉末
   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。 有机胶粘剂作用是粘接金属粉末颗粒,使混合料在喷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喷射成型的关键。对有机粘接剂要求:
  1.用量少,用較少的粘接劑能使混合料産生較好的流變性;
  2.不反應,在去除粘接劑的過程中與金屬粉末不起任何化學反應;
  3.易去除,在制品內不殘留碳。混料把金屬粉末與有機粘接劑均勻摻混在一起,使各種原料成爲噴射成型用混合料。混合料的均勻程度直接影響其流動性,因而影響噴射成型工藝參數,以至最終材料的密度及其它性能。噴射成形本步工藝過程與塑料噴射成型工藝過程在原理上是一致的,其設備條件也基本相同。在噴射成型過程中,混合料在噴射機料筒內被加熱成具有流變性的塑性物料,並在適當的噴射壓力下注入模具中,成型出毛坯。噴射成型的毛坯的微觀上應均勻一致,從而使制品在燒結過程中均勻收縮。萃取成型毛坯在燒結前必須去除毛坯內所含有的有機粘接劑,該過程稱爲萃取。萃取工藝必須保證粘接劑從毛坯的不同部位沿著顆料之間的微小通道逐漸地排出,而不降低毛坯的強度。粘結劑的排除速率一般遵循擴散方程。燒結燒結能使多孔的脫脂毛坯收縮至密化成爲具有一定組織和性能的制品。盡管制品的性能與燒結前的許多工藝因素有關,但在許多情況下,燒結工藝對最終制品的金相組織和性能有著很大、甚至決定性的影響。後處理對于尺寸要求較爲精密的零件,需要進行必要的後處理。這工序與常規金屬制品的熱處理工序相同。
  MIM工藝的特點MIM工藝與其它加工工藝的對比
  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。传统的精密铸造脱燥工艺为一种制作复杂形状天天看高清极有效的技术,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天天看高清重量(g)小于或等于400克10-数百天天看高清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。此工艺的天天看高清因材料的限制,其强度、耐磨性、耐蚀性均有限度。

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