还原铁粉已成为制造业无法替代的高等级材料
还原铁粉是粉末冶金和软磁感应器件的基础原料,其产品由于具有高度的可加工性,可以制成各种超薄、特异形状器件,具有极强的抗冲击、抗腐蚀、损和高强度特性,广泛地应用于汽车、机械、船舶、机车等领域,是单纯靠熔炼制成的钢铁材料所无法替代的高等级材料。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
轴承粉末冶金
还原铁粉已成为制造业无法替代的高等级材料
还原铁粉是粉末冶金和软磁感应器件的基础原料,其产品由于具有高度的可加工性,可以制成各种超薄、特异形状器件,具有极强的抗冲击、抗腐蚀、损和高强度特性,广泛地应用于汽车、机械、船舶、机车等领域,是单纯靠熔炼制成的钢铁材料所无法替代的高等级材料。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。
此外在变压器磁芯、电感应器件、焊条、静电复印、化工、医用、食品保鲜等行业的应用也日趋广泛。随着科学技术的发展,高纯铁粉的应用领域将越来越广,使用量也越来越大。
根据分析,还原铁粉的原始材料是氧化铁皮,主要是以四氧化三铁存在的。粘结剂的选择十分关键,若粘结剂选择不当可能产生以下缺陷:粘结剂是怎么分类的。由于原本的利用氢气还原产生的效果不是很好,所以改之为用隧道窑选用碳作为还原剂来还原产品,得到的还原效率还是比较高的,因此以碳作为还原剂在一次还原中进行脱氧处置,被广泛的应用。
由此可见,粉末冶金用还原铁粉生产工序也是一种一次还原,因此一般都是选用碳即焦末作为还原剂进行还原,形成的为海绵铁的半成品;形成置换海绵铜铁粉,当然这还不是终的产品,还要对其进行破碎处理后再要进行二次还原,这时就可以用氢气作为还原剂进行还原,得到我们想要的产品。MIM的发展进程20世纪70年代,美国学者Wiech首先开发出一种对金属粉末进行注射成形的粉末冶金工艺。


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,可以很好地解决上述问题。
LIGA工艺制造塑料消失模具的两种方法
LIGA工艺制造塑料消失模具有两种方法:
一种工艺是用模具成型PMMA塑料模芯,将PMMA塑料模芯嵌入模架直接进行金属注射成型,PMMA塑料模芯与MIM零件毛坯整体从模架中脱出,MIM零件毛坯留在塑料模芯中直接脱脂、烧结,这成为一步Fu制工艺。
另一种工艺是利用电铸工艺在PMMA塑料件表面沉积一层金属镍,而后将PMMA塑料与镍壳剥离,再将镍壳嵌入模架制程金属模具成型MIM零件毛坯。这成为两步fu制工艺。
一步fu制工艺成型的零件精度较高,并且解决了零件的脱模及后续操作等困难,但成本较高;两步fu制工艺成型的零件精度有所降低,适合批量生产,但存在零件的脱模及后续操作困难。
金属粉末充模模拟机理和颗粒模拟的使用
对于多相填充流,人们发现可以因为剪切力作用,或是颗粒间的相互作用而形成些的结构。特性使得这一现象尤为突出。这就带来了一些问题,比如:流体是否均匀,流体是否是多相的且每个组分是否都起着独立的作用来影响整个流体的流动性。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。通过观察流道横截面上的流体可以发现许多有趣的现象。和中显示的是横截面的放大图,显示出了相的分离以及年轮一样的结构。上面图片中的白色条纹是相分离的一种表征,那里是一些粘结剂中的低熔点组分。在这样的地方很容易产生裂纹。这种结构明显表明流体是多相的,甚至可能是类固体的。所以实际上的MIM喂料熔体是非均质的流体,其运动方式和均质流体存在着差异。
在粉末-粘结剂两相体系中,粉末颗粒和粘结剂之间存在着强烈的相互作用,因此颗粒附近粘结剂的运动将受到一定的限制。在这个模型里,将具有不规则形状的粉末简化为规则球形的颗粒,每个颗粒周围包覆着一层粘结剂,这层粘结剂随颗粒一起运动,即将其看成一个复合单元。中性气氛:中性气氛主要包括氮气、氨气和真空,真空烧结能够避免气氛中的有害成分对粉末冶金零件造成污染等不利影响。粘结剂的厚度假定是常数,以此确保系统质量的恒定。尽管这些复合单元的周围还有自由粘结剂的存在,且其粘性制约了粉末颗粒的运动,还是可将复合单元看成是不受外围粘结剂介质的影响。
修正颗粒模型颗粒模型较为充分地考虑了MIM喂料的性,可以描述粉末的运动情况,因此这个模型在简单计算每个粉末颗粒的实际运动情况方面较为精准,但对于实际的三维问题,颗粒模型的微观分析需要大量的单元,且容易造成计算的发散。很难将其应用到诸如粉末等微细粉末的分析。机械抛光机械抛光是靠切削、材料外表塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方式,一般运用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特别零件如回转体外表,可运用转台等辅佐工具,外表质量要求高的可采取超精研抛的方式。所以必须对已有的颗粒模型进行一定的修正。展示了通过这种颗粒模型模拟出来的MIM喂料充模的情况。从中可以较清楚地看出密度分布的不均匀性。
结论由于MIM喂料在模腔中的流动可以看成是固-液两相流动,所以采用传统的连续介质模型来进行流动模拟存在较大的偏差。很多研究表明,MIM喂料在充模过程中将发生粉末和粘结剂分离的现象。缺陷:必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置,或制造成型后可以除去,例如浇口印迹,顶针印迹或结合线。通过这种方法可以直接考察粉末特性(粒度、粒径分布、密度和形状等)对流动过程的影响。从而可以监视流动过程中粉末的运动、聚集以及密度变化分布情况和两相分离等特殊现象。为了简化三维问题中的计算,还在基于修正颗粒流体动力学的基础上对该模型进行了修正。


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