金属微注射成型技术(μ-MIM)
微机械或微机电系统(MEMS)是20世纪80年代后期发展起来的一门新兴的交叉学科,已被公认为21世纪重点发展的关键学科之一。
微机械或微机电系统的实用化依赖于微细加工技术的进步,金属微注射成型技术是批量化生产、微型金属或陶瓷零件的一种zui有效的方法。
金属微注射成型技术是指利用MIM工艺生产微米尺寸或微米结构金属或陶瓷零件的一门工艺技术,一般指尺寸小于1mm或局部微米级精细结构的精密零件。
目前,采用适当的细粉,可以制取25~50μm厚、局部结构细节小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金属或陶瓷零件。
金属注射成型零件的尺寸向两个极端发展,微米尺寸精密零件有着巨大的市场容量和发展潜力。这些小零件的技术附加值非常高,例如光纤金属套、激光导管、印刷电路微型钻、微电子执行器及YA科医用等零件,每千克售价为4000~20000美元。
微注射成型产品在执行器、传感器、袖珍消费品、航空航天、电子组装工具、氧分析仪、过滤器及医用保健设备等方面有着广阔的应用前景。
限制微注射成型技术发展的主要障碍是精密微细模具的制造、狭窄缝隙的注射充填及为小零件的操作处理。
生产这类微小零件的模具比常规模具要精密的多,需要用到各类现金为细加工技术,如光刻加工、电铸加工、微细切割、微细电火花加工等。采用LIGA(德文制版术、电铸成型和注塑成型三次缩写)等工艺制造塑料消失模具方法,精密粉末冶金,可以很好地解决上述问题。


MIM工艺中的固相烧结和液相烧结
在金属注射成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在其主要组成成分的温度下通过原子来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间的空隙,从而达到致密化的目的。在MIM工艺中,致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与注射模具相符的形状,只是经过烧结变得具有了一定强度和性能,不锈钢粉末冶金,可以承受一定的外力,不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。



曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点,从宏观来看,坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高,从微观来看,粉末颗粒的原子发生里质点转移,使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。
烧结的原理就是在一定的温度下,利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移,将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。由此可以看出温度对于烧结的重要性,广东粉末冶金,从理论上来讲,温度越高,烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速,从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多,烧结过程也就进行得越快。
在实际的生产应用中,人们会经常提到两个词:固相烧结和液相烧结,其实这没有什么费解的,关于二者的区别,简单一点说就是根据烧结温度不同,固相烧结就是烧结温度所有组成成分的熔点,而液相烧结则是烧结温度主要组成成分的熔点。同时这两种烧结方法又有一个共同点:都是不施加外部压力的情况下进行的。
因此,固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结,这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。
如今,MIM粉末冶金,我国新能源汽车发展已经进入了成长期,开始进入个人消费时代,动力电池产业链规模也逐步扩大,但行业在成长,不可避免地会出现“重规模增长、轻技术”的现象。而要想打开电动汽车市场,需要动力电池及电池材料技术的突破及的引导。
粉末冶金技术是生产新材料主要的方法,其中超导、高效能电池等其它新材料制备与应用技术是重点支持的高新技术领域之一。作为动力电池的四大关键材料之一,正极材料及负极材料的技术,对我国动力电池的能量密度、安全性、充电时间等各项技术参数水平提升至关重要。



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