東莞金屬粉末冶金常用指南

噴砂機結構及工作原理

 噴砂機的應用范圍很廣。同時對MIM產品來講，不銹鋼噴砂工藝使用的最廣的一種表面處理的工藝。下面，我們就來詳細介紹一下，噴砂機結構及工作原理、以及噴砂機的類別。

  一、噴砂機介紹

 噴砂機是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料高速噴射到被需處理工件表面，使工件表面的外表面的機械性能發生變化的一種機器。

 二、噴砂機分類結構

  1) 吸入式干噴砂機

   A.一般組成

    一個完整的吸入式干噴砂機一般由六個系統組成即結構系統、介質動力系統、管路系統、除塵系統、控制系統和介質系統。

   B.工作原理

   吸入式干噴砂機是以壓縮空氣為動力通過氣流的高速運動在噴槍內形成的負壓將磨料通過輸砂管吸入噴槍并經噴嘴射出噴射到被加工表面，達到預期的加工目的在吸入式干噴砂機中，壓縮空氣既是供料動力又是射流的加速動力。

   2）壓入式干噴砂機

   對于壓入式干噴砂機我們重點介紹壓入式噴砂工作單元，即由壓力罐和噴槍組成的基本工作單元。

   一個完整的壓入式干噴砂機工作單元一般由四個系統組成，即壓力罐、介質動力系統、管路系統、控制系統。

    壓入式干噴砂機是以壓縮空氣為動力，通過壓縮空氣在壓力罐內建立的工作壓力，將磨料通過出砂閥壓入輸砂管并經噴嘴射出，噴射到被加工表面達到預期的加工目。在壓入式干噴砂機中，壓縮空氣既是供料動力又是射流的加速動力。

不銹鋼噴砂工藝處理應用及特點

大部分不銹鋼MIM零件的處理，都使用了不銹鋼噴砂工藝處理。那么什么叫噴砂工藝呢？

       噴砂工藝，采用壓縮空氣為動力，以形成最調整噴射將噴料進行高速噴射到被需要處理工件表面。主要有以下幾個功能：

       ①使工件表面的機械性能得到改善，

       ②使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，

       ③使工件表面的外表面的外表或形狀發生變化，由于磨料對工件表面的沖擊和切削作用，提升了疲勞抗性，也同時增加了涂層與噴砂間的著力，讓涂膜更耐久，表面流平和裝飾效果更好。　　　不銹鋼噴砂工藝處理與其它清理工藝相比有以下特點：　　　一、噴砂處理是最徹底、最通用、效率高的清理方法。　　二、噴砂處理可以在不同粗糙度之間任意選擇，而其它工藝是沒辦法實現這一點的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢，化學溶劑清理則清理表面對于光滑不利于涂層粘接。　　　不銹鋼噴砂工藝主要有以下應用：　　（一）機加工件毛刺清理與表面美化。噴砂能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，清除了毛刺的危害，提高了工件的檔次。并且噴砂能在工件表面交界處打出很小的圓角，使工件顯得更加美觀、更加精密。　　（二）改善零件的機械性能。不銹鋼噴砂工藝處理，機械零件噴砂后，能在需件表面產生均勻細微的凹凸面（基礎圖式），使潤滑漬得到存儲，從而使潤滑條件改善，并減少噪聲提高機械使用壽命。　　（三）光飾作用。　　（四）工件涂鍍、工件粘接前處理。噴砂能把工件表面的銹皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基礎圖式（即通常所謂的毛面），而且可以通過調換不同粒度的磨料，達到不同程度的粗糙度，大提高工作與涂料、鍍料的結合力。對于不同的金屬粉末，其混煉時選擇的粘結劑種類也不同，配比自然也不同。或使粘接件粘接更牢固，質量更好。　　（五）鑄鍛件毛面、熱處理后工件的清理與拋光。噴砂能清理鑄鍛件、熱處理后工件表面的一切污物（如氧化皮、沒污等殘留物），并將工件表面拋光提高工件的光潔度，起到美化工件的作用。噴砂清理能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，達到美化裝飾的作用。

MIM如何選擇粘結劑

粘結劑是MIM技術的核心，MIM與常規粉末冶金方法相比的一個重要差異即粘結劑含量高。粘結劑的主要作用是充當粘結金屬粉末顆粒流動的載體以及成型后保持工件形狀。

MIM用粘結劑應滿足如下要求：

與粉末接觸角小，粘附力強且不與粉末反應；射出溫度范圍內粘度變化不大，但冷卻時粘度變化速度快不易粘模；用量少，用較少的粘結劑能使混合料產生較好的流變性；

粘結劑的選擇十分關鍵，若粘結劑選擇不當可能產生以下缺陷：

粘結劑是怎么分類的？

一個實用的粘結劑一般由幾種組元組成，每種組元有各自獨特的功能，按照功能可以分為主要粘結劑、次要粘結劑和添加劑這幾種。根據粘結劑體系中主要粘結劑組元及其性質可以把粘結劑體系分為熱塑性粘結劑、熱固性粘結劑、凝膠體系和水溶性粘結劑以及特殊體系等。達克羅中含有對環境和人體有害的鉻離子，尤其是六價鉻離子具有致癌作用。

其中，熱塑性粘結劑應用最廣泛，分為石蠟基粘結劑、油基粘結劑、聚合物基粘結劑等。下表列出了幾種主要MIM粘結劑體系的優缺點 ：

熱塑性粘結劑一般由高分子聚合物、低分子物質以及必要的添加劑組成（石蠟基粘結劑、油基粘結劑等分類是根據低分子物質來區分的）。各組成部分作用如下：

高分子聚合物：黏度高，強度高，在注射后及脫脂過程中保持坯塊形狀低分子物質：粘度低，流動性好，脫脂過程中能在較低溫度下首先被脫除，在坯塊中留下連通空隙，有利于后期快速熱熔脂的進行添加劑：改善應力、降低粘度、增加潤濕性或潤滑性等

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是發展最早也最成熟的一個分支，被稱為21世界最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，并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。采用達克羅工藝處理的標準件、管接件經耐鹽霧試驗1200h以上未出現紅銹。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復合金屬，因鋁合金種類繁多，性質差異較大，表面極易被氧化的特點，其在注射成形方面與普通金屬或合金要求是不同的，于是才會出現專門的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于該工藝中。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，即使勉強可以使用制品的質量也大打折扣。首先要確定金屬粉末和粘結劑的搭配比例，當粘結劑比例過大時，會減小喂料的粘度，使金屬粉末顆粒間的接觸減弱，造成后續脫除粘結劑時變形嚴重或坍塌。

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并已經取得一定研究成果，在領域的水平可以達到世界前三。由于鋁合金粉末的摩擦系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。二、電泳(ED)電泳：用于不銹鋼、鋁合金等，可使產品呈現各種顏色，并保持金屬光澤，同時增強表面性能，具有較好的防腐性能。

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制造商提上日程。

目前國內已有少數幾家機械設備制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面取得了初步的成效，并在一些企業開始試用，其功能和特性還有待在以后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。3%，如果產品要求的公差很嚴格，MIM燒結件就需要二次加工，如CNC，數控車等，MIM的成本也趨向于增加，需要評估比較。