金属学基础
铁碳合金的基本组织
①奥氏体:碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体,常用A表示。因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小,但空隙半径比较大,所以能溶较多的碳。碳在r-Fe中的溶解度随温度升高而增加,在727度时为0.77%,在1148度时达到峰值2.11%。金属注射成型产品烧结出来后,因为各种原因,表面的光洁度相对比较粗糙,并有轻微的毛刺,并可能有细
粉末冶金模具
金属学基础
铁碳合金的基本组织
①奥氏体:碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体,常用A表示。因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小,但空隙半径比较大,所以能溶较多的碳。碳在r-Fe中的溶解度随温度升高而增加,在727度时为0.77%,在1148度时达到峰值2.11%。金属注射成型产品烧结出来后,因为各种原因,表面的光洁度相对比较粗糙,并有轻微的毛刺,并可能有细小的不锈钢粉粒黏着在产品表面。
奥氏体塑性很好,强度和硬度也比铁素体高。
②铁素体:碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体,常用F表示。因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大,但是间隙半径却很小,所以碳在a-Fe中的溶解度很小,室温下不超过0.005%,随着温度升高,溶解度略有增加,在727度时达到峰值,也仅有0.0218%。PVD原理示意图工艺流程:PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束,冷却出炉→后处理(抛光、AFP)。
铁素体含碳量很低,其性能接近纯铁,是一种塑性、韧性高和强度、硬度低的组织。
③珠光体:铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体,常用P表示。珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体之间。一般情况下,珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布,称为片状珠光体。浓型放热气氛的碳势较高一些,可用作防止粉末冶金铁基、铜基零件的的氧化和减少铁基零件的脱碳。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上,叫做球状珠光体或粒状珠光体。
④渗碳体:渗碳体是铁与碳的化合物,常用Fe3C表示。渗碳体的含碳量为6.69%,熔点约为1227度,晶体结构复杂,硬度很高,脆性极大,几乎没有塑性。
一般来说,在铁碳合金中,渗碳体越多,合金就越硬,越脆。
⑤马氏体:钢加热到一定温度(形成奥氏体)后经迅速冷却(淬火),得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织,常用M表示,马氏体是体心正方结构。
马氏体转变速度极快,转变时体积产生膨胀,在钢丝内部形成很大的内应力,所以淬火后的钢丝需要及时回火,防止应力开裂。
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。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。根据粘结剂体系中主要粘结剂组元及其性质可以把粘结剂体系分为热塑性粘结剂、热固性粘结剂、凝胶体系和水溶性粘结剂以及特殊体系等。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。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。较好的克服粉尘飞扬,减少配合剂的损失,改善产量与工作环境。
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。粉状涂层经过高温烘烤流平固化,变成效果各异(粉末涂料的不同种类效果)的终涂层。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。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。综上,单从技术领域来看前景一片光明,还有很大的应用空间有待开发,从行业竞争角度,需要稳定的行业技术人才,配套的资源,以及的企业管理人才,不断技术,优化管理制度,才能立足于行业大潮中……。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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