不锈钢喂料生产之混炼时的粘结剂与粉末的选择及重要性
金属喂料的生产是金属注射成形行业不可或缺的组成部分,因为工艺技术要求注射原料必须为一定大小的均匀颗粒,而不能直接使用粉末。因此,喂料生产对整个行业来讲非常必要。目前大部分金属喂料都有的供应商,有些比较有实力的大型工艺使用商也在喂料生产领域积极探索,试图降低生产成本的同时生产出适合更多适合自身生产需要的喂料。说到喂料生产就不得
齿轮粉末冶金
不锈钢喂料生产之混炼时的粘结剂与粉末的选择及重要性
金属喂料的生产是金属注射成形行业不可或缺的组成部分,因为工艺技术要求注射原料必须为一定大小的均匀颗粒,而不能直接使用粉末。因此,喂料生产对整个行业来讲非常必要。目前大部分金属喂料都有的供应商,有些比较有实力的大型工艺使用商也在喂料生产领域积极探索,试图降低生产成本的同时生产出适合更多适合自身生产需要的喂料。说到喂料生产就不得不提混炼,混炼是喂料生产的步,它是使金属粉末表面包覆一层粘结剂,使得金属粉末和粘结剂组成均匀一致混合料的过程。人士都知道混炼对喂料生产很重要,但却并不是所有人都能系统知道哪些因素会影响到混炼效果,今天小编就和大家一起从粉末与粘结剂配比和加料顺序的角度了解一下。实际操作中,需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量,以及发黑后的钝化浸油。

为什么要重视金属粉末与粘结剂的配比呢这是因为喂料性能的好坏不会在混炼过程中体现出来,而是会在后续的注射成形工艺中间接影响注射效果和制品的终性能。在进行混炼时就要考虑到注射成形的难易程度和脱粘后的变形情况。
首先要确定金属粉末和粘结剂的搭配比例,当粘结剂比例过大时,会减小喂料的粘度,使金属粉末颗粒间的接触减弱,造成后续脱除粘结剂时变形严重或坍塌;粘结剂比例过小时,喂料的粘度虽然提高,但是容易形成空隙,不容易注射,而且脱粘后制品容易裂纹或开裂。工艺流程:曝光法:工程根据图形开出备料尺寸-材料准备-材料清洗-烘干→贴膜或涂布→烘干→曝光→显影→烘干-蚀刻→脱膜→OK网印法:开料→清洗板材(不锈钢其它金属材料)→丝网印→蚀刻→脱膜→OK技术特点:优点:1、可进行金属表面细微加工。
对于不同的金属粉末,其混炼时选择的粘结剂种类也不同,配比自然也不同。一般要按照粘结剂和粉末密度算出其质量比,按照这个比例来进行配比。有些人还试图在喂料生产时加入表面活性剂,实验表明这会降低粘结剂对粉末的湿润性,减少粘结剂的使用量,进而提高金属喂料中金属粉末的装载量。产品复杂性:MIM工艺适合制造几何形状复杂的、在切削加工中需要变换很多次加工工位的多轴零件、多基准零件。
对于混炼时粉末和粘结剂的加入顺序也有比较严格的规定,加料的顺序一般是先加入高熔点组元熔化,然后降温,加入低熔点组元,然后分批加入金属粉末。这样能防止低熔点组元的气化或分解,分批加入金属粉可防止降温太快而导致的扭矩急增,减少设备损失。
综上,金属喂料生产的重要环节是混炼,而影响混炼效果的主要因素是粘结剂和金属粉末的配比和加入顺序,因此进行科学配比和加料对金属喂料的生产至关重要。
日本MIM工业产品发展迅速
金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding,简称MIM)是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是:首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练,经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形,然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除,经烧结致密化得到终产品。与传统工艺相比,具有精度高、组织均匀、性能优异,生产成本低等特点,其产品广泛应用于电子信息工程、生物医用器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵工及航空航天等工业领域。因此,国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命,被誉为“当今热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。工艺流程:前处理→热水洗→MAO→烘干技术特点:优点:1、陶瓷质感,外观暗哑,没有高光产品,手感细腻,防指纹。
美国加州Parmatech公司于1973年发明,八十年代初欧洲许多以及日本也都投入极大精力开始研究该技术,并得到迅速推广。特别是八十年代中期,这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展,每年都以惊人的速度递增。到目前为止,美国、西欧、日本等十多个和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极,并且表现突出,许多大型株式会社均参与MIM工业的推广,这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工——爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家从事MIM产业的公司,其MIM工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止,已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作,MIM技术也因此成为新型制造业中为活跃的前沿技术领域,被世界冶金行业的开拓性技术,代表着粉末冶金技术发展的主方向。氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性,是一种化学活性较强的可燃性无毒气体,常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛。

荷兰公司用金属3D打印制造超级摩托车电机冷却
荷兰超级摩托车制造商Electric Superbike Twente与金属3D打印公司K3D合作,为其电动自行车的电机生产新的冷却外壳。这是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金属组件,在此前的产品开发中,他们意识到使用传统技术生产的电机冷却外壳并不适合摩托车,因此双方在设计第二辆电动摩托车后不久就开始合作。MIM工艺的制程技术、材料和设备在国内已经越来越成熟,应用范围也非常广。
传统制造的局限性
超级摩托车团队的技术经理Feitse Krekt 评论说:“首辆超级摩托车的冷却外壳由多个部件组成,这些部件使用传统的生产方法,如车削和铣削,很难生产。对于这些生产方法,需要大量的材料,因此终产品变得非常沉重。而且另外一个问题是,由于车削过程,壁厚需要高于常规,我们无法尽可能高效地冷却电动机。所以,电机的功率预期,有时需要放慢速度以使电动机不会过热。其缺陷是防污染性高,加工设备一次性投资大,庞杂件要工装、辅佐电极,大批生产还须要降温设备。”
因此,超级摩托车决定联系K3D,K3D是荷兰一家从Additive Industries购买了MetalFab1 金属3D打印机的公司,自2016年以来已生产超过35,000种产品。
△用于生产冷却外壳的MetalFab1 3D金属打印机
K3D的首席技术官Jaap Bulsink解释说,使用K3D生产的部件使他们能够享受传统制造技术无法提供的设计自由,“由于采用薄壁设计,内部通道具有zui佳的冷却性能,只有金属3D打印才能实现设计自由度。重要的是,该部件的设计重量轻。该部件打印非常准确,无需任何后处理即可直接使用。金属粉末注射成型技术工艺与传统工艺相比,具有精度高、组织均匀、性能优异,生产成本低等特点,其产品广泛应用于电子信息工程、生物医用器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵工及航空航天等工业