MIM金属粉末注射成形.ppt

MIM金属粉末注射成形工艺技术一、技术概念2.3.4注射成型本步工艺过程与塑料注射成型工艺过程在原理上是一致的，其设备条件也基本相同。在注射成型过程中，混合料在注射机料筒内被加热成具有流变性的塑性物料，并在适当的注射压力下注入模具中，成型出毛坯。注射成型的毛坯的密度在微观上应均匀一致，从而使制品在烧结过程中均匀收缩。控制注射温度、模具温度、注射压力、保压时间等成型参数对获得稳定的生坯重量至关重要。要防止注射料中各组分的分离和偏析，否则将导致尺寸失控和畸变而报废。2.2.5脱粘成型毛坯在烧结前必须去除毛坯内所含有的有机粘接剂，该过程称为脱粘。脱粘工艺必须保证粘接剂从毛坯的不同部位沿着颗粒之间的微小通道逐渐地排出，而不降低毛坯的强度。溶剂萃取部分粘接剂后，还要经过热脱粘除去剩余的粘接剂。脱粘时要控制坯件中的碳含量和减少氧含量。2.2.6烧结烧结是在通有可控气氛的烧结炉中进行的。MIM零件的高密度化是通过高的烧结温度和长的烧结时间来达到的，从而大大提高和改善零件材料的力学性能。2.2.7后处理对于尺寸要求较为精密及有特殊性能要求的零件，需要进行必要的后处理。本工序与常规金属制品的热处理工序相同。3、MIM工艺特点3.1MIM工艺与其它加工工艺的对比3.1.1MIM与传统的粉末冶金（PM）的比较MIM使用的原料粉末粒径在2—15μm，而传统粉末冶金的原料粉末粒径大多在50—100μm。MIM工艺的成品密度高，原因是使用微细粉末。形状上自由度高是传统粉末冶金所不能达到的，表1为两工艺的比较。3.1.2MIM与精密铸造的比较在金属成型工艺中，压铸和精密铸造是可以成型三维复杂形状的零件，但压铸仅限于低熔点金属，而精密铸造（IC）限于合金钢、不锈钢、高温合金等高熔点金属及有色金属，对于难熔合金如硬质合金、高密度合金、金属陶瓷等却无能为力，这是IC的本质局限性，而且IC对于很小、很薄、大批量的零件生产是十分困难或不可行的。IC产业化已成熟，发展的潜力有限。MIM是新兴的工艺，将挤入IC大批量小零件的市场。3.1.3MIM与传统机械加工的比较传统机械加工法，近来靠自动化而提升其加工能力，在效率和精度上有极大的进步，但是基本的程序上仍脱不开逐步加工（车削、刨、铣、磨、钻孔、抛光等）完成零件形状的方式。机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法，但是因为材料的有效利用率低，且其形状的完成受限于设备与刀具，有些零件无法用机械加工完成。相反的，MIM可以有效利用材料，形状自由度不受限制。对于小型、高难度形状的精密零件的制造，MIM工艺比较机械加工而言，其成本较低且效率高，具有很强的竞争力。MIM技术弥补了传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺憾，并非只与传统加工方法竞争，MIM技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域发挥其特长。其工艺特点与其它工艺的比较如下图：3.2MIM的优点从MIM的工艺本质分析，是目前最适合于大批量生产高熔点材料，高强度、复杂形状零件的工艺，其优点可归纳如下：（1）MIM可以成型三维形状复杂的各种金属材料零件（只要这种材料能被制成细粉）。零件各部位的密度和性能一致，既各向同性。为零件设计提供了较大的自由度。（2）MIM能最大限度制得接近最终形状的零件，尺寸精度较高。（3）即使是固相烧结，MIM制品的相对密度可达95%以上，其性能可与锻造材料相媲美。特别是动力学性能优良。（4）粉末冶金（PM）的自动模压机的价格比注射成型机要高数倍。MIM可方便地采用一模多腔模具，成型效率高，模具使用寿命长，更换调整模具方便快捷。（5）注射料可反复使用，材料利用率达98%以上。（6）产品转向快。生产灵活性大，新产品从设计到投产时间短。（7）MIM特别适合于大批量生产，产品性能一致性好。如果生产的零件选择适当，数量大，可取得较高的经济效益。（8）MIM所用材料范围宽，应用领域广阔。可用于注射成型的材料非常广泛，如碳钢、合金钢、工具钢、难熔合金、硬质合金、高比重合金等。MIM制品的应用领域已经遍及国民经济各领域。选择何种金属成型工艺，零件的复杂性和生产产量是两个主要决定因素。MIM工艺在零件生产量大和复杂程度高时独占优势。对于零件设计者，应着重设计三维形状复杂的生产量大的零件，以充分发挥MIM工艺的特点，取得降低生产成本和提高产品性能的效果。4、注射成型制品材料性能与成本分析MIM工艺采用微米级细粉末，既能加速烧结收缩，有助于提高材料的力学性能，延长材料的疲劳寿命，又能改善耐磨性、抗应力腐蚀及磁性能。MIM适用的材料主要有：Fe合金、Fe-Ni合金、不锈钢、W合金、Ti合金、Si-Fe合金、硬质合金、永磁合金及氧化铝、氮化硅、氧化锆等陶瓷材料。表2列出了一些MIM材料的基本性能。对于过硬、过脆难以切削的材料或几何形状复杂、铸造时原料有偏析或污染的零件，采