什么情况下合采用MIM工艺
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。
零件形状复杂、尺寸较小以及产量大,这些都是MIM工艺的优势。
这些强项,使其在电子数码产品、手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封件、切削工具及运动器械中得到了大量的应用。
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
粉末冶金公司
什么情况下合采用MIM工艺
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。
零件形状复杂、尺寸较小以及产量大,这些都是MIM工艺的优势。
这些强项,使其在电子数码产品、手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封件、切削工具及运动器械中得到了大量的应用。



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?
目前主要有下列主要事项,选择MIM工艺前需要考虑清楚。
1.
质量、切削量:对于在切削加工和磨削加工中材料损耗非常、加工非常耗时的零件,MIM在降低生产成本上极有优势;
2.
总需求量:模具费和研发费用对于低需求量的产品,分摊下来后是很难以承受的。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。
3.
材料:MIM工艺是一种近净成形技术,对于由钛、不锈钢及镍合金之类难易切削的材料设计的零件,MIM有吸引力。
4.
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。
5.
使用性能:基于MIM产品的高密度,如果使用性能有需求,则MIM的高密度形成的性能有竞争力。
6.
表面粗糙度:表面粗糙度反映了粉末颗粒的大小。
7.
公差(精度要求):MIM烧结件的公差大概为±0.3%,如果产品要求的公差很严格,MIM烧结件就需要二次加工,如CNC,数控车等,MIM的成本也趋向于增加,需要评估比较。
8.
组合:为了节省库存与组装费用,可见多个零件固结为一个零件。
9.
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。
10.
新型组合材料:MIM可制造出传统工艺难以制造的新型组合材料,例如叠片的或两种材料结构的或耗用的混合的金属-陶瓷材料。
MIM常用材料的种类很多,但有几种是主要的。若材料难以切削加工,诸如工具钢、钛、镍合金或不锈钢,对于MIM终成型来说,是有利的,MIM工艺可以一次性成型复杂的几何形状特征。
在不同的生产地点之间,用MIM可达到的性能是不同的。我们在设计之前,需要的许多性能参数都汇总与技术手册中。
现在,我们看到了很多为MIM设计的新的材料,其中有叠片结构的(硬磁-软磁,磁性的-非磁性的,传导性的-绝缘的)、泡沫金属及孔新建,这些可选择的项目,都将MIM推进到了几乎没有工艺可替代的领域。
粉末冶金生胚强度
粉末冶金生胚强度的概念粉末冶金生坯强度是指冷压的粉末压坯的机械强度。粉末冶金零件生坯具有适当的强度是必要的,以便压坯从阴模中脱出和将其运送到烧结炉而不会损坏。生坯强度取决于金属粉末的种类与施加的压力。软金属的粉末、不规则颗粒形状或多孔性颗粒结构的粉末都具有较高的生坯强度。5倍,同时考虑到齿轮高度纵向密度的均匀性,因此粉末冶金齿轮的厚度也是很重要的。对于软金属,用较低的压力即可生产出能够进行搬运的压坯。较硬的粉末则需要较高的压力。
要理解粉末冶金生坯强度,就必须知道哪种力使金属之间产生黏着。当使清洁的金属表面相互接触时,由于它们之间的接触面积小,从而它们之间的黏着力小。施加压力使接触面积增大,不管颗粒形状和表面粗糙度如何,这种接触面积大体上正比于施加的压力。对粉末冶金生坯强度的这种解释就将重点放在了建立颗粒之间原子与原子的金属接触。如上所述,与球形颗粒粉末相比,不规则形状颗粒压制的压坯具有较高的生坯强度。在传动过程中,可由电机同步转速,经弹性联轴器至减速机后,由输出装置传动快浆,使其达到规定的转速,也可由变频器进行调速。这种较高的强度来自于粉末冶金压坯中不规则形状颗粒之间的相互联锁。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。
粉末冶金工艺很适用于大批量生产这类的零件。它可以为各种形状复杂的零件生产设计且不浪费材料。不过,制造铁框在技术上并非易事。在早期开发中,使用传统润滑剂,诸如硬脂酸锌与EBS腊等进行过生产试验,生坯废品率高达50%。其中,热塑性粘结剂应用广泛,分为石蜡基粘结剂、油基粘结剂、聚合物基粘结剂等。目前,有通过用温压提高生坯密度和通过采用模壁润滑减少或消除混合粉中的润滑剂的方法来提高生坯强度。


选择MIM技术的主要准则
日本、美国及欧洲的金属注射成形协会联合发布ISO标准-ISO22068烧结金属注射成形材料规范,意在于为设计与材料工程师提供用MIM工艺制造的零件规定的材料所需要的资料。关于选择MIM工艺准则,确定有下列一些主要事项需要考虑:
☆质量/大量
对于在切削加工或磨削加工中材料损耗大的零件,MIM在降低生产成本上极有效。
☆数量
模具与创建费用对于低产量是难以承受的。因此,当年产量超过20000件时,对于MIM合适。
☆材料
对于像钛、不锈钢及镍合金之类难切削加工的材料设计的零件,MIM有吸引力。
☆复杂性
MIM工艺适合制造几何形状复杂的以及在切削加工中需要转换位置的多轴零件。
☆使用性能
如果使用性能很重要,则MIM的高密度形成的性能经常都有竞争力。
☆表面粗糙度
表面粗糙度反应了粉末颗粒的大小,然而不像其他竞争的工艺,可控的织构可能对成本没有什么影响。
☆公差
如果要求的公差紧密时,由于需要后续加工,MIM的成本趋向于增加,烧结件的公差大概在±0.3%。
☆组合
为了节省库存与组装费用,当讲多个零件团结为一个零件时,可以受益。
☆缺陷
必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置,或制造成形后除去例如浇口印迹、提模杆标记或接合线等。
☆新型组合材料
MIM可制造出用传统工艺难以制造的新型组合材料,例如叠片的、两种材料结构的或耗用的混合的金属-陶瓷材料。
粉末微注射成形技术
近年来,微系统技术在各个领域的发展非常迅速,同时也对应用于微型工程中的三维微型复杂元器件的制造提出了更高的要求,希望微型器件在具备满足使用要求性能的同时,能够实现规模化生产。微系统中主要的元器件包括微型模具、用于传感器和jia速器上的微型机械结构、生物传感器、微型流体元件、微型反应器等。四、金属热处理的第四把火——回火:1、回火为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。这些元器件形状复杂、体积微小,采用现有的微型加工技术如微型切削、激光切削、硅刻蚀技术等,生产效率低,无法开展大规模生产,而近年来在粉末注射成形基础上发展起来的粉末微注射成形工艺为实现微型元器件规模化生产提供了zui具潜力的制备技术。
粉末微注射成形技术是指针对尺寸小于1微米的零件在传统粉末注射成形技术基础上所开发的一种成形技术,主要应用于连续制造具有微观结构表面与微型结构的零件,其基本工艺步骤与传统的粉末注射成形基本相同,所制备零件的表面质量与孔隙