模具技术
正常生产模具的制造成本通常很高,许多情况下需要制作实验模具去发现验证设计生产整个过程中可能遇到的问题,终的模具肯定要修改。为适应这种情况,出现了许多或软模具技术用来制造满足几百件零件试制的实验模具。
目前铝合金、颗粒增强环氧树脂、铍铜、低碳钢、不锈钢及钴合金等已被用作制造软的金属注射模具。由于容易成型,锌、铝和铋合金等偶尔也用于制造试验模具及样品原型。
但由于容易
粉末冶金轴承
模具技术
正常生产模具的制造成本通常很高,许多情况下需要制作实验模具去发现验证设计生产整个过程中可能遇到的问题,终的模具肯定要修改。为适应这种情况,出现了许多或软模具技术用来制造满足几百件零件试制的实验模具。
目前铝合金、颗粒增强环氧树脂、铍铜、低碳钢、不锈钢及钴合金等已被用作制造软的金属注射模具。由于容易成型,锌、铝和铋合金等偶尔也用于制造试验模具及样品原型。
但由于容易划伤和损坏,终的生产模具会采用硬质材料。
利用有机硅橡胶模具工艺原理,制作使用寿命有限的MIM塑料注塑模具是一项较新的模具技术。将熔融塑料浇在母模型腔周围,凝固硬化后,剖开塑料取出母模模型。压入受限制的模架中,这样的塑料模具可以用来承受几百次的低压注射试验。
激光原型技术是一种非常简单的模具或原型制造方法,采用激光扫描积分堆积塑料或金属粉末直接制造模具型腔。激光原型技术的另外一种模具制造工艺是利用堆积的树脂或纸质模型,采用精密铸造或电铸方法制造模具型腔。
这些方法制造的模具表面比较粗糙,精度较低,无法满足生产模具的苛刻要求。
非常大批量生产用的模腔或其组件,容易磨损,模具技术将是一种非常有效的工艺手段。
粉末冶金MIM工艺相比传统精铸工艺的优势
MIM使用的原料粉末粒度直径为2—15urn,而传统粉末冶金(PM)的原料粉末粒度为50—100urn。MIM工艺的成品密度高,原因是使用微细粉末。MIM产品形状自由度是PM所不能达到的。
传统的精密铸造(IC)工艺作为一种制作复杂形状产品极有效的技术,近年使用陶心辅助可以完成狭缝、深孔穴的产品,但碍于陶心的强度以及铸液的流动性限制,该工艺仍有某些技术上的难题。一般而言,此工艺制造大、中型零件较为合适,而小型复杂零件则MIM工艺较为合适,而且IC工艺材质受到一定限制。MIM技术是目前金属零部件成型科学的精净成型技术,其特点在于成本低,性能优异,可根据不同需求灵活调整各项性能指数,应用领域非常广泛。
压铸工艺适用于铝和锌合金等低熔点、铸流性好的材料,而MIM工艺适合各种材质。
精密锻造可以成型复杂零件,但不能成型三维复杂的小型零件,其产品的精度低,产品有局限。
传统机械加工法:近来靠自动化和数控提升加工能力,在效率和精度上有很大的进展,但是基本的程序上仍脱不开逐步加工车、刨、铣、磨、钻、抛等完成零件形状的方式,机械加工的方法精度和复杂度远优于其他方法,但是因为材料的有效利用率低,且形状的完成受限于设备与刀具,有些零件无法用机械加工完成。相反,MIM可以有效利用材料,形状自由度不受限制。对于小型、复杂、高难度形状的精密零件的制造,MIM工艺比较机械式加工而言,其成本较低且,具有竞争力。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。
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。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。针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程),中抛(精加工过程)和精抛(上光过程),选用合适的抛光轮可以达到很好抛光效果,同时提高抛光效率。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。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。☆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。
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。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。美国Injectamax公司和德国BASF公司将脱脂时间从数十小时缩短到几个小时,而且保形性得到明显改善,产品的尺寸精度从±0。
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。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。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。


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