金属表面处理--粉末冶金
金属表面处理工艺是怎么的流程表面处理是通过一种材料经过加工转化为另一种物体表面的方式叫表面加工,主要是为了提高物体表面的美观感,金属表面工艺处理还可以保护材料不受环境污染破坏,目前我们常见的有烤漆和电镀两种。
一、电镀
电镀是一种化学过程,它是在外界直流电源的作用下通过两类导电在阳极和阴极两个电极上进行氧化还原反应的过程。其生产工艺流程为:
电镀工艺
铁基粉末冶金
金属表面处理--粉末冶金
金属表面处理工艺是怎么的流程表面处理是通过一种材料经过加工转化为另一种物体表面的方式叫表面加工,主要是为了提高物体表面的美观感,金属表面工艺处理还可以保护材料不受环境污染破坏,目前我们常见的有烤漆和电镀两种。
一、电镀
电镀是一种化学过程,它是在外界直流电源的作用下通过两类导电在阳极和阴极两个电极上进行氧化还原反应的过程。其生产工艺流程为:
电镀工艺过程一般包括电镀前预处理﹐电镀及镀后处理(钝化处理)三个阶段。
1、镀前预处理
镀前预处理的目的是为了得到干净新鲜的金属表面﹐为获得高质量镀层作准备。对相互联锁现象的解释仍然有争议,但看起来可能是由于在由不规则颗粒压制的压坯中,在相当大程度上,相邻颗粒之间形成了较好的原子接触。主要进行脱脂﹐去锈蚀﹐去灰尘等工作。步骤如下﹕1 使表面粗糙度达到一定要求﹐可通过表面磨光﹐抛光等工艺方法来实现。2.去油脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹐电化学等方法来实现。第三步 除锈﹐可用机械﹐酸洗以及电化学方法除锈。第四步 活化处理﹐一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。
二、钝化处理
所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学



处理﹐在镀层上形成一层坚实致密的﹐稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广﹐电镀后一般都可进行钝化处理。
三、烤漆
烤漆一般分为粉体和液体两种。烤漆的特点是使用性较广泛,价格相对便宜。烤漆工艺流程:
除油——除锈——水洗——中和——表调——磷化——水洗——烤干——色泽处理
喷漆前的所有工序都称为前处理,其目的是为了得到良好的涂层,由于冲压件在制造,加工搬运,保存期间会有油脂,氧化物锈皮,灰尘,锈及腐蚀物等在上面,若不去除将直接影响到涂层的性能,外观等,所以前处理在涂装的工艺中占有极为重要的地位。
粉末冶金行业发展势不可挡
粉末冶金属于现代工业发展的朝阳产业,以制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结,制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
我国粉末冶金行业起步较晚,但发展迅猛,特别是汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展,为粉末冶金行业带来了较大的发展机遇。
具体数据显示,1948年我国硬质合金产量仅有2-3万吨,但2000年后我国粉末冶金市场迅速崛起。那么,如何判定一个产品是否应该选择MIM工艺,也就是选择MIM工艺的准则是什么呢。2009年我国粉末冶金行业产量为11.30万吨,超过日本跃居亚洲首位。2014年粉末冶金行业达19.18万吨,2017年增长至20.08万吨,增幅为4.7%。
从应用领域来看,现阶段,我国粉末冶金产品主要应用于汽车、家电、电动工具、摩托车、农业机械及工程机械等工业。21世纪后,MIM工艺进一步得到改进,新材料、新工艺不断涌现,产业化发展迅速。随着我国汽车行业的发展,粉末冶金制品本土化需求不断扩大,2016年,应用于汽车方面的粉末冶金零件共10.09万吨,占比54.69%,同比上升6.55%。未来下游产业的发展将会继续拉动上游产业的发展,整个行业的容量仍在不停扩大。
汽车领域应用较少,技术相对落后
在发达如美国、欧洲、日本,粉末冶金产品主要应用于汽车领域,汽车粉末冶金产品占粉末冶金总产品的比例高达80%以上,其产品包括VVT(可变气门正时系统)、VCT(可变气门凸轮轴正时系统)、各类泵组件、链轮、同步环、行星齿轮等,种类覆盖十分。化学抛光是让材料在化学介质中外表宏观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。
而在我国,2017年,粉末冶金市场汽车应用占比仅为60%。我国粉末冶金汽车零件占比远发达,占比提升潜力大。
单车用量方面,提升空间同样相对可观。因此,当产品的年需求量达到或超过2万件时,可以考虑选择MIM工艺。2017年,北美粉末冶金零件单车用量可达18.6Kg,日本为8.0Kg,欧洲为7.2Kg,而仅为4.5Kg。这种差距产生的主要原因是,我国国内很多粉末冶金产品达不到要求的尺寸公差与性能参数,因此,汽车主机厂只能选择成本更高的锻造零件与机加工零件。
国内企业成本优势显著,进口替代空间广阔
与国外公司相比,国内企业在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有优势,能够为主机厂与一级供应商提供更低价的粉末冶金产品。同时,国内企业交货周期短,售后服务、及时,能够为国内主机厂提供更的服务。
从技术角度来看,2015年,发布《制造2025》的通知,其中重点提出要大力发展智能制造、增材制造、新材料、生物医用等领域。我们认为在政策的大力扶持下,国内粉末冶金技术有望得到发展,替代市场逐步由低端转向高技术。
另外,专利申请授权量的持续增长彰显粉末冶金技术的不断成熟。2016年,我国铸造、粉末冶金专利申请授权量为8295项,同比增长11.62%,近五年(2012-2016年)复合增长率为16.02%。
综合来看,国内粉末冶金产品进口替代空间十分广阔


金属注射成形用不锈钢粉的生产工艺
金属注射成形技术由陶瓷零件的粉末注射成形技术发展而来,是一种新型的粉末冶金近净成形技术。金属注射成形技术技术的主要生产步骤如下:金属粉末与粘结剂混合——制粒——注射成形——脱脂——烧结——后续处理——终产品该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件,如瑞士的手表业用来生产手表零件。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。 近几十年来,MIM技术发展势头迅猛,能应用的材料体系包括:Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。金属注射成形技术要求粉末粒度为微米级以下,形状近球形。此外对粉末的松装密度、摇实密度、粉末长径比、自然坡度角、粒度分布也有一定的要求。目前生产金属注射成形技术用粉末的主要方法有:水雾化法、气体雾化法、羰基法。常用的不锈钢金属的粉末牌号有:304L,316L, 317L,410L,430L,434L,440A,440C,17-4PH等。
对于水雾化法其制作流程为:
选用不锈钢原料——中频感应炉内熔化——成份调整——脱氧除渣——雾化制粉——质量检测——筛分——包装入库主要用到的设备有:中频感应熔炉、高压水泵、全封闭式制粉装置、循环水水池、筛分和包装设备、检测仪器等。
对于气雾化法其制作流程为:
选用不锈钢原料——中频感应炉内熔化——成份调整——脱氧除渣——雾化制粉——质量检测——筛分——包装入库主要用到的设备有:中频感应熔炉、氮气源和雾化装置、循环水水池、筛分和包装设备、检测仪器等。
每种方法各有其优缺点:水雾化法是主要的制粉工艺,其、大规模生产比较经济,可使粉末细微化,但形状不规则,这有利于保形,但所用粘结剂较多,影响精度。此外,水与金属高温反应形成的氧化膜妨碍烧结。电化学抛光过程分为两步:(1)宏观整平溶解产物向电解液中分散,材料外表几何毛糙下降,Ra>1μm。气体雾化法是生产金属注射成形技术用粉的主要方法,它生产的粉末为球形,氧化程度低,所需粘结剂少,成形性好,但极细粉收率低,价格高,保形性差,且粘结剂中的C,N,H,O对烧结体