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金屬學基礎

鐵碳合金的基本組織

　　①奧氏體：碳溶于r-Fe中的間隙式固溶體稱為奧氏體，常用A表示。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。因為面心立方晶格的r-Fe總的間隙量雖比a-Fe的小，但空隙半徑比較大，所以能溶較多的碳。碳在r-Fe中的溶解度隨溫度升高而增加，在727度時為0.77%，在1148度時達到峰值2.11%。

　　奧氏體塑性很好，強度和硬度也比鐵素體高。

　　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。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。因為體心立方晶格的a-Fe總的間隙量雖大，但是間隙半徑卻很小，所以碳在a-Fe中的溶解度很小，室溫下不超過0.005%，隨著溫度升高，溶解度略有增加，在727度時達到峰值，也僅有0.0218%。

　　鐵素體含碳量很低，其性能接近純鐵，是一種塑性、韌性高和強度、硬度低的組織。

　　③珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物叫做珠光體，常用P表示。工藝流程：曝光法：工程根據圖形開出備料尺寸-材料準備-材料清洗-烘干→貼膜或涂布→烘干→曝光→顯影→烘干-蝕刻→脫膜→OK網印法：開料→清洗板材(不銹鋼其它金屬材料)→絲網印→蝕刻→脫膜→OK技術特點:優點：1、可進行金屬表面細微加工。珠光體的平均含碳量為0.77%。其性能介于鐵素體和滲碳體之間。一般情況下，珠光體中鐵素體和滲碳體呈片狀交替分布，稱為片狀珠光體。通過熱處理可以使滲碳體呈顆粒狀分布在鐵素體基體上，叫做球狀珠光體或粒狀珠光體。

　　④滲碳體：滲碳體是鐵與碳的化合物，常用Fe3C表示。滲碳體的含碳量為6.69%，熔點約為1227度，晶體結構復雜，硬度很高，脆性極大，幾乎沒有塑性。

　　一般來說，在鐵碳合金中，滲碳體越多，合金就越硬，越脆。

　　⑤馬氏體：鋼加熱到一定溫度（形成奧氏體）后經迅速冷卻（淬火），得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織，常用M表示,馬氏體是體心正方結構。

　　馬氏體轉變速度極快，轉變時體積產生膨脹，在鋼絲內部形成很大的內應力，所以淬火后的鋼絲需要及時回火，防止應力開裂。

3D打印技術和MIM技術分析對比

金屬粉末冶金注射成形（l injection Molding ,簡稱“MIM”）是傳統粉末冶金工藝與現代塑料注射成形技術相結合而形成的一門新型近凈型成形技術。2、基材廣泛：Al,Ti,Zn,Zr,Mg,Nb,及其合金等。MIM技術在制備幾何形狀復雜、組織結構均勻、性能優異的近凈形零部件方面具有獨特的優勢。MIM技術在加工體積很小、形狀復雜而對材料要求很高的各中異型部件方面有優勢，也適合于制作高精度微創醫用器械關鍵部件。也可以制作不同材料的精密結構件，如陶瓷、鋁合金、不銹鋼、鈦及鎳鈦合金等。

3D打印適合運用于航天，等個性化定制小批量制造需求，但如果把3D打印技術和金屬粉末注射成型工藝結合起來，會有更好的經濟效益。

金屬注射成形（MIM）在電子行業中的應用

電子儀器產業是MIM零件的主要應用領域，在亞洲約占MIM零件銷售額的50%。電子器件的微型化需要生產成本較低的，性能較好的，更小的零件，這正是MIM零件的優勢所在。[1]

MIM在中國的發展受益于電子行業（如手機產業等）的帶動，從2009年開始整個行業扶搖直上；尤其到2011年中后，更因為受蘋果與三星電子兩家的商品競爭，在手機裝置中大量采用MIM零件，是過去從未見到的熱潮。以上是粉末冶金齒輪一些缺點，不過凡事有利就有弊，相信隨著時代的快速發展，粉末冶金齒輪的不足點也會慢慢的得到改善。以下舉例說明電子行業中的MIM產品。

智能手機

90年代，最廣為熟知的MIM應用是BP機震動馬達的鎢合金振子。濃型放熱氣氛的碳勢較高一些，可用作防止粉末冶金鐵基、銅基零件的的氧化和減少鐵基零件的脫碳。2000年以后，不銹鋼系列開始廣泛應用，如光纖接頭，消費電子類的hinge系列，手機按鍵，sim卡托槽等。近期MIM行業出現投資熱潮是由于MIM零件在手機行業廣泛應用，以及3C行業的組裝工廠也在中國，投資門檻的降低，這都吸引了大量的資金流入。

根據市場情況，2015年僅國產手機零件（卡托、按鍵、鏡頭圈、LED圈、轉軸）達到16.5億，而且MIM產品的市場需求還會進一步的擴大。

光導纖維零件

圖5是由17-4PH不銹鋼制造的薄壁（壁厚小于1mm）、形狀復雜的光導纖維收發報機外罩，是用于網絡和電訊設備中的超高速收發報機并聯光學模件。這些薄壁的MIM外罩由4個薄支柱支承2條并聯的帶[1]。

其他典型電子行業MIM產品

在電子行業中諸如磁盤驅動器部件、電纜連接器、電子封裝件、手機振子、計算機打印頭等也常用MIM產品。

AIM(鋁合金粉末注射成形)工藝簡介

鋁合金粉末注射成形(Aluminium alloy injection moulding，簡稱AIM)是一種新型的鋁合金成形技術。

它類似于金屬粉末注射成形技術(MIM)，是粉末注射成形(PIM)技術的主要分支，都是從注射成形技術上發展而來的，是目前國際上發展最快、應用最廣的鋁合金零部件加工技術。

AIM是先將粉末與粘結劑進行均勻混煉，然后將混合物料經造粒機造粒，再注射到成形模具腔完成所需要的形狀。一般要按照粘結劑和粉末密度算出其質量比，按照這個比例來進行配比。混合的熔體經過加溫有良好的流動性，這樣在注射時有助于制品成形，而且能充分保持產品的密度均勻性。經過成形的制品還需要脫脂再經燒結爐燒結，有的產品還要進行一些后處理。

這種先進的技術適合大批量、各種形狀復雜的零件生產，包括一些極其復雜的三維立體形狀，且生產的產品無需機加工或僅少量加工，大大降低了生產成本，而且使工作效率大大提高。

因注射過程都是經過精細的溫度和壓力進行注射，所以成形的制品具有極高的精度和非常均勻的密度。

AIM鋁合金注射成形技術能加工生產形狀極其復雜的零件，zui小可以加工0.1g的微小型零件;生產的產品組織均勻、精準度極高，表面光潔;而且生產的產品質量穩定，生產效率高，適于大批量生產。

由于AIM在精度和工作效率上表現出機加工無法比擬的優勢，目前已應用到航海航空、機械、汽車、精密儀器等多個行業。隨著機械工業的不斷發展，目前AIM已成為世界上鋁合金零部件加工領域發展最快的鋁合金加工技術，得到越來越多行業的青睞。