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發布時間:2021-01-08 05:58  
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五金細小件---粉末冶金
微小尺寸產品的用CNC機加工藝生產,無法形成量產規模。而MIM金屬注射成型技術,能夠大批量的生產微小尺寸零件。可以急劇降低產品的生產成本,提高生產效率,極大的提高了產品的出貨量,滿足客戶的生產需求。
粉末注射成型能像生產塑料制品一樣,一次成形生產形狀復雜的金屬、陶瓷等零件部件產品成本低、光潔度好、精度高(±0.3%~±0.1%),一般無需后續加工產品強度、硬度、延伸率等力學性能高、耐磨性好、耐疲勞、組織均勻原材料利用率高、生產自動化程度高、工序簡單、可連續大批量生產無污染,生產過程為清潔工藝生產。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。

粉末注射成型技術彎道超車
粉末注射成型適用不銹鋼,鐵基合金,磁性材料,鎢合金,硬質合金,精細陶瓷等系列。所制備的零件廣泛應用于航空航天工業、汽車業、兵工業、醫用器械、機械行業、日用品等領域。那么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制造高質量精密零件的近凈成形技術,具有常規粉末冶金方法無法比擬的優勢。MIM能制造許多具有復雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表面,交叉通孔、盲孔,凹臺與鍵銷,加強筋板,表面滾花等等,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。產品復雜性:MIM工藝最適合制造幾何形狀復雜的、在切削加工中需要變換很多次加工工位的多軸零件、多基準零件。
(二)與比精密鑄造比較
精密鑄造對于熔點相對較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維復雜形狀的零件。但對于難熔金屬和合金、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,對于尺寸小、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、鉆孔、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于其他加工方法,但是因為材料的有效利用率低,且其形狀的完成受限于設備與刀具,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,形狀自由度不受限制。對于小型、高難度形狀的精密零件的制造,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制作的缺憾,并非與傳統加工方法競爭。六、粉末噴涂(Powdercoating)粉末噴涂:是用噴粉設備(靜電噴塑機)把粉末涂料噴涂到工件的表面,在靜電作用下,粉末會均勻的吸附于工件表面,形成粉狀的涂層。粉末注射成型技術可以在傳統加工方法無法制作的零件領域發揮其特長。

LIGA工藝制造塑料消失模具的兩種方法
LIGA工藝制造塑料消失模具有兩種方法:
一種工藝是用模具成型PMMA塑料模芯,將PMMA塑料模芯嵌入模架直接進行金屬注射成型,PMMA塑料模芯與MIM零件毛坯整體從模架中脫出,MIM零件毛坯留在塑料模芯中直接脫脂、燒結,這成為一步Fu制工藝。
另一種工藝是利用電鑄工藝在PMMA塑料件表面沉積一層金屬鎳,而后將PMMA塑料與鎳殼剝離,再將鎳殼嵌入模架制程金屬模具成型MIM零件毛坯。這成為兩步fu制工藝。
一步fu制工藝成型的零件精度較高,并且解決了零件的脫模及后續操作等困難,但成本較高;兩步fu制工藝成型的零件精度有所降低,適合批量生產,但存在零件的脫模及后續操作困難。
金屬粉末充模模擬機理和顆粒模擬的使用
對于多相填充流,人們發現可以因為剪切力作用,或是顆粒間的相互作用而形成些獨特的結構。特性使得這一現象尤為突出。這就帶來了一些問題,比如:流體是否均勻,流體是否是多相的且每個組分是否都起著獨立的作用來影響整個流體的流動性。通過觀察流道橫截面上的流體可以發現許多有趣的現象。和中顯示的是橫截面的放大圖,顯示出了相的分離以及年輪一樣的結構。上面圖片中的白色條紋是相分離的一種表征,那里是一些粘結劑中的低熔點組分。一、第1把火——退火:1、退火是將工件加熱到適當溫度,根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間,然后進行緩慢冷卻,目的是使金屬內部組織達到平衡狀態,獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進一步淬火作組織準備。在這樣的地方很容易產生裂紋。這種結構明顯表明流體是多相的,甚至可能是類固體的。所以實際上的MIM喂料熔體是非均質的流體,其運動方式和均質流體存在著差異。
在粉末-粘結劑兩相體系中,粉末顆粒和粘結劑之間存在著強烈的相互作用,因此顆粒附近粘結劑的運動將受到一定的限制。在這個模型里,將具有不規則形狀的粉末簡化為規則球形的顆粒,每個顆粒周圍包覆著一層粘結劑,這層粘結劑隨顆粒一起運動,即將其看成一個復合單元。粘結劑的厚度假定是常數,以此確保系統質量的恒定。在小批量生產的情況下,粉末冶金齒輪的生產成本可能比傳統制造方法的成本高。盡管這些復合單元的周圍還有自由粘結劑的存在,且其粘性制約了粉末顆粒的運動,還是可將復合單元看成是不受外圍粘結劑介質的影響。
修正顆粒模型顆粒模型較為充分地考慮了MIM喂料的獨特性,可以描述粉末的運動情況,因此這個模型在簡單計算每個粉末顆粒的實際運動情況方面較為精準,但對于實際的三維問題,顆粒模型的微觀分析需要大量的單元,且容易造成計算的發散。很難將其應用到諸如粉末等微細粉末的分析。所以必須對已有的顆粒模型進行一定的修正。展示了通過這種顆粒模型模擬出來的MIM喂料充模的情況。當使清潔的金屬表面相互接觸時,由于它們之間的接觸面積小,從而它們之間的黏著力小。從中可以較清楚地看出密度分布的不均勻性。
結論由于MIM喂料在模腔中的流動可以看成是固-液兩相流動,所以采用傳統的連續介質模型來進行流動模擬存在較大的偏差。很多研究表明,MIM喂料在充模過程中將發生粉末和粘結劑分離的現象。通過這種方法可以直接考察粉末特性(粒度、粒徑分布、密度和形狀等)對流動過程的影響。從而可以監視流動過程中粉末的運動、聚集以及密度變化分布情況和兩相分離等特殊現象。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。為了簡化三維問題中的計算,還在基于修正顆粒流體動力學的基礎上對該模型進行了修正。

