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發(fā)布時(shí)間:2021-04-07 04:05  
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日本MIM工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展迅速
金屬粉末注射成型技術(shù)(metal Powder Injection Molding,簡(jiǎn)稱MIM)是將現(xiàn)代塑料噴射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)。缺陷:必須使MIM固有的缺陷處于非關(guān)鍵位置,或制造成型后可以除去,例如澆口印跡,頂針印跡或結(jié)合線。其基本工藝過(guò)程是:首先將固體粉末與有機(jī)粘結(jié)劑均勻混練,經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下(~150℃)用噴射成形機(jī)注入模腔內(nèi)固化成形,然后用化學(xué)或熱分解的方法將成形坯中的粘結(jié)劑脫除,最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn)品。與傳統(tǒng)工藝相比,具有精度高、組織均勻、性能優(yōu)異,生產(chǎn)成本低等特點(diǎn),其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子信息工程、生物醫(yī)用器械、辦公設(shè)備、汽車、機(jī)械、五金、體育器械、鐘表業(yè)、兵工及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。因此,國(guó)際上普遍認(rèn)為該技術(shù)的發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致零部件成形與加工技術(shù)的一場(chǎng)革命,被譽(yù)為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)”和“21世紀(jì)的成形技術(shù)”。
美國(guó)加州Parmatech公司于1973年發(fā)明,八十年代初歐洲許多國(guó)家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術(shù),并得到迅速推廣。☆組合為了節(jié)省庫(kù)存與組裝費(fèi)用,當(dāng)講多個(gè)零件團(tuán)結(jié)為一個(gè)零件時(shí),可以受益。特別是八十年代中期,這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來(lái)更獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,每年都以驚人的速度遞增。到目前為止,美國(guó)、西歐、日本等十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有一百多家公司從事該工藝技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作。日本在競(jìng)爭(zhēng)上十分積極,并且表現(xiàn)突出,許多大型株式會(huì)社均參與MIM工業(yè)的推廣,這些公司包括有太平洋金屬、三菱制鋼、川崎制鐵、神戶制鋼、住友礦山、精工——愛普生、大同特殊鋼等。目前日本有四十多家專業(yè)從事MIM產(chǎn)業(yè)的公司,其MIM工業(yè)產(chǎn)品的銷售總值早已超過(guò)歐洲并直追美國(guó)。到目前為止,全球已有百余家公司從事該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作,MIM技術(shù)也因此成為新型制造業(yè)中最為活躍的前沿技術(shù)領(lǐng)域,被世界冶金行業(yè)的開拓性技術(shù),代表著粉末冶金技術(shù)發(fā)展的主方向。

金屬注射成形用不銹鋼粉的生產(chǎn)工藝
金屬注射成形技術(shù)由陶瓷零件的粉末注射成形技術(shù)發(fā)展而來(lái),是一種新型的粉末冶金近凈成形技術(shù)。與機(jī)加工工藝相比,粉末冶金齒輪的經(jīng)濟(jì)批量一般取決于零件的大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、產(chǎn)品要求精度以及其它性能要求。金屬注射成形技術(shù)技術(shù)的主要生產(chǎn)步驟如下:金屬粉末與粘結(jié)劑混合——制粒——注射成形——脫脂——燒結(jié)——后續(xù)處理——最終產(chǎn)品該技術(shù)適用于大批量生產(chǎn)性能高、形狀復(fù)雜的小尺寸的粉末冶金零部件,如瑞士的手表業(yè)用來(lái)生產(chǎn)手表零件。 近幾十年來(lái),MIM技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,能應(yīng)用的材料體系包括:Fe-Ni合金、不銹鋼、工具鋼、高比重合金、硬質(zhì)合金、鈦合金、鎳基超合金、金屬間化合物、氧化鋁、氧化鋯等。金屬注射成形技術(shù)要求粉末粒度為微米級(jí)以下,形狀近球形。此外對(duì)粉末的松裝密度、搖實(shí)密度、粉末長(zhǎng)徑比、自然坡度角、粒度分布也有一定的要求。目前生產(chǎn)金屬注射成形技術(shù)用粉末的主要方法有:水霧化法、氣體霧化法、羰基法。常用的不銹鋼金屬的粉末牌號(hào)有:304L,316L, 317L,410L,430L,434L,440A,440C,17-4PH等。
對(duì)于水霧化法其制作流程為:
選用不銹鋼原料——中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔化——成份調(diào)整——脫氧除渣——霧化制粉——質(zhì)量檢測(cè)——篩分——包裝入庫(kù)主要用到的設(shè)備有:中頻感應(yīng)熔爐、高壓水泵、全封閉式制粉裝置、循環(huán)水水池、篩分和包裝設(shè)備、檢測(cè)儀器等。
對(duì)于氣霧化法其制作流程為:
選用不銹鋼原料——中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔化——成份調(diào)整——脫氧除渣——霧化制粉——質(zhì)量檢測(cè)——篩分——包裝入庫(kù)主要用到的設(shè)備有:中頻感應(yīng)熔爐、氮?dú)庠春挽F化裝置、循環(huán)水水池、篩分和包裝設(shè)備、檢測(cè)儀器等。
每種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn):水霧化法是主要的制粉工藝,其效率高、大規(guī)模生產(chǎn)比較經(jīng)濟(jì),可使粉末細(xì)微化,但形狀不規(guī)則,這有利于保形,但所用粘結(jié)劑較多,影響精度。從某種程度上正在以驚人的速度取代CNC精加工等傳統(tǒng)成型技術(shù),且該技術(shù)在突破核心技術(shù)攻堅(jiān)后,質(zhì)量穩(wěn)定,便于大批量生產(chǎn),客戶滿意度高,企業(yè)回報(bào)率高。此外,水與金屬高溫反應(yīng)形成的氧化膜妨礙燒結(jié)。氣體霧化法是生產(chǎn)金屬注射成形技術(shù)用粉的主要方法,它生產(chǎn)的粉末為球形,氧化程度低,所需粘結(jié)劑少,成形性好,但極細(xì)粉收率低,價(jià)格高,保形性差,且粘結(jié)劑中的C,N,H,O對(duì)燒結(jié)體有影響。羰基法生產(chǎn)的粉末純度高、開頭穩(wěn)定、粒度極細(xì),它最適合于 MIM,但僅限于Fe,Ni等粉體,不能滿足品種的要求。為了滿足金屬注射成形技術(shù)用粉的要求,許多制粉公司對(duì)上述方法進(jìn)行了改進(jìn),還發(fā)展了微霧化、層流霧化等制粉方法。現(xiàn)在通常是水霧化粉和氣霧化粉混合使用,前者提高振實(shí)密度后者維持保形性。目前采用水霧化粉也可生產(chǎn)相對(duì)密度大于99%的燒結(jié)體,因此較大型零件只使用水霧化粉,較小型零件使用氣霧化粉


粉末冶金MIM工藝相比傳統(tǒng)精鑄工藝的優(yōu)勢(shì)
MIM使用的原料粉末粒度直徑為2—15urn,而傳統(tǒng)粉末冶金(PM)的原料粉末粒度為50—100urn。MIM工藝的成品密度高,原因是使用微細(xì)粉末。MIM產(chǎn)品形狀自由度是PM所不能達(dá)到的。
傳統(tǒng)的精密鑄造(IC)工藝作為一種制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品極有效的技術(shù),近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的產(chǎn)品,但礙于陶心的強(qiáng)度以及鑄液的流動(dòng)性限制,該工藝仍有某些技術(shù)上的難題。一般而言,此工藝制造大、中型零件較為合適,而小型復(fù)雜零件則MIM工藝較為合適,而且IC工藝材質(zhì)受到一定限制。工藝流程:上件→靜電除塵→噴涂→低溫流平→烘烤技術(shù)特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1、顏色豐富,高光、啞光可選。
壓鑄工藝適用于鋁和鋅合金等低熔點(diǎn)、鑄流性好的材料,而MIM工藝適合各種材質(zhì)。
精密鍛造可以成型復(fù)雜零件,但不能成型三維復(fù)雜的小型零件,其產(chǎn)品的精度低,產(chǎn)品有局限。
傳統(tǒng)機(jī)械加工法:近來(lái)靠自動(dòng)化和數(shù)控提升加工能力,在效率和精度上有很大的進(jìn)展,但是基本的程序上仍脫不開逐步加工車、刨、銑、磨、鉆、拋等完成零件形狀的方式,機(jī)械加工的方法精度和復(fù)雜度遠(yuǎn)優(yōu)于其他方法,但是因?yàn)椴牧系挠行Ю寐实停倚螤畹耐瓿墒芟抻谠O(shè)備與刀具,有些零件無(wú)法用機(jī)械加工完成。相反,MIM可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。對(duì)于小型、復(fù)雜、高難度形狀的精密零件的制造,MIM工藝比較機(jī)械式加工而言,其成本較低且效率高,具有競(jìng)爭(zhēng)力。并可通過(guò)PLC實(shí)時(shí)控制及記錄生產(chǎn)中的溫度、時(shí)間、粘度等相關(guān)數(shù)據(jù)。

