鐵基粉末冶金性價比出眾

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并通過燒結快速制造高密度、高精度、三維復雜形狀的結構零件，能夠快速準確的將設計思想物化為具有一定結構、功能特性的制品并可直接批量生產出零件，是制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制品密度低、材質不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、復雜結構的缺點，特別適合于大批量生產小型、復雜以及具有特殊要求的金屬零件。氫氣在一定的溫度條件下具有很強的滲透性，是一種化學活性較強的可燃性無毒氣體，常在鎢、硬質合金、不銹鋼等難熔粉末冶金制品的燒結中作為保護氣氛。

真空熱處理

真空熱處理即真空技術與熱處理兩個專業相結合的綜合技術，是指熱處理工藝的全部和部分是在真空狀態下進行的。真空熱處理幾乎可實現全部熱處理工藝，如淬火、退火、回火、滲碳、滲鉻、氮化，在淬火工藝中可實現氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬等，它與普通熱處理相比較具有以下優點。例如:提高工具、軸承等的硬度和耐磨性，提高彈簧的彈性極限，提高軸類零件的綜合機械性能等。

1、不氧化、不脫碳、不增碳對工件內部和表面有良好的保護作用

2、提高整體機械性能、脫氣和促進金屬表面的凈化作用

3、工件變形小

4、可減少工件含金元素揮發性

5真空熱處理爐熱效率高,可實現快速升溫和降溫；穩定性和重復性好。工作環境好，操作安全，沒有污染和公害。

荷蘭公司用金屬3D打印制造超級摩托車電機冷卻

荷蘭超級摩托車制造商Electric Superbike Twente與金屬3D打印公司K3D合作，為其電動自行車的電機生產新的冷卻外殼。這是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金屬組件，在此前的產品開發中，他們意識到使用傳統技術生產的電機冷卻外殼并不適合高性能摩托車，因此雙方在設計第二輛電動摩托車后不久就開始合作。達克羅的表面硬度不高、耐磨性不好，而且達克羅涂層的制品不適合與銅、鎂、鎳和不銹鋼的零部件接觸與連接，因為它們會產生接觸性腐蝕，影響制品表面質量及防腐性能。

傳統制造的局限性

超級摩托車團隊的技術經理Feitse Krekt 評論說：“首輛超級摩托車的冷卻外殼由多個部件組成，這些部件使用傳統的生產方法，如車削和銑削，很難生產。對于這些生產方法，需要大量的材料，因此最終產品變得非常沉重。而且另外一個問題是，由于車削過程，壁厚需要高于常規，我們無法盡可能高效地冷卻電動機。所以，電機的功率低于預期，有時需要放慢速度以使電動機不會過熱。綜上，單從技術領域來看前景一片光明，還有很大的應用空間有待開發，從行業競爭角度，需要穩定的行業技術人才，配套的優質資源，以及專業的企業管理人才，不斷技術創新，優化管理制度，才能立足于行業大潮中……。”

因此，超級摩托車決定聯系K3D，K3D是荷蘭一家從Additive Industries購買了metalFab1 金屬3D打印機的公司，自2016年以來已生產超過35,000種產品。

△用于生產冷卻外殼的metalFab1 3D金屬打印機

K3D的首席技術官Jaap Bulsink解釋說，使用K3D生產的部件使他們能夠享受傳統制造技術無法提供的設計自由，“由于采用薄壁設計，內部通道具有zui佳的冷卻性能，只有金屬3D打印才能實現極佳設計自由度。重要的是，該部件的設計重量最輕。該部件打印非常準確，無需任何后處理即可直接使用。一、陽極氧化陽極氧化：主要是鋁的陽極氧化，是利用電化學原理，在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3（氧化鋁）膜。”

這不是3D打印初次用于制造電動摩托車。總部位于德國的BigRep已經制造出功能齊全的3D打印電動摩托車，但該自行車僅用于設計目的，目前還不是一種可行的商業產品。另外，寶馬今年早些時候推出了3D打印概念車架，用于BMW S1000RR運動自行車。☆使用性能如果使用性能很重要，則MIM的高密度形成的性能經常都有競爭力。

電動超級摩托車目前正在組裝，之后將于2019年5月24日在荷蘭恩斯赫德進行測試并最終曝光。

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。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。②鐵素體：碳溶于a-Fe中的間隙式固溶體稱為鐵素體，常用F表示。

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。②、調整工件的機械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，為了滿足各種工件不同的性能要求，可以通過回火來調整，硬度，強度，塑性和韌性。

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。四、金屬熱處理的第四把火——回火：1、回火為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。

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。1、鍍前預處理鍍前預處理的目的是為了得到干凈新鮮的金屬表面﹐為最后獲得高質量鍍層作準備。