MIM工艺中的固相烧结和液相烧结
在金属注射成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。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。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在其主要组成成分的温度下通过原子来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间
粉末冶金轴承
MIM工艺中的固相烧结和液相烧结
在金属注射成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。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。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在其主要组成成分的温度下通过原子来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间的空隙,从而达到致密化的目的。在MIM工艺中,致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与注射模具相符的形状,只是经过烧结变得具有了一定强度和性能,可以承受一定的外力,不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。

曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点,从宏观来看,坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高,从微观来看,粉末颗粒的原子发生里质点转移,使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。
烧结的原理就是在一定的温度下,利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移,将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。自1916年出现真正意义上的Banbury(本伯里)型密炼机后,密炼机的威力逐渐被人们所认识,它在橡胶混炼过程中显示出来比开炼机优异的一系列特征,如:混炼容量大、时间短、生产。由此可以看出温度对于烧结的重要性,从理论上来讲,温度越高,烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速,从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多,烧结过程也就进行得越快。
在实际的生产应用中,人们会经常提到两个词:固相烧结和液相烧结,其实这没有什么费解的,关于二者的区别,简单一点说就是根据烧结温度不同,固相烧结就是烧结温度所有组成成分的熔点,而液相烧结则是烧结温度主要组成成分的熔点。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。同时这两种烧结方法又有一个共同点:都是不施加外部压力的情况下进行的。
因此,固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结,这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。
粉末注射成型技术弯道超车
粉末注射成型适用不锈钢,铁基合金,磁性材料,钨合金,硬质合金,精细陶瓷等系列。所制备的零件广泛应用于航空航天工业、汽车业、兵工业、医用器械、机械行业、日用品等领域。那么粉末注射成型和其他成形工艺特点的比较,哪个更具优势呢
(一)与传统粉末冶金工艺比较
粉末注射成型作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术,具有常规粉末冶金方法无法比拟的优势。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。MIM能制造许多具有复杂形状特征的零件:如各种外部切槽,外螺纹,锥形外表面,交叉通孔、盲孔,凹台与键销,加强筋板,表面滚花等等,具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。
(二)与比精密铸造比较
精密铸造对于熔点相对较低的金属或合金,精密铸造也可以成形三维复杂形状的零件。但对于难熔金属和合金、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等却无能为力,这是精密铸造的本质所决定的。另外,对于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密铸造是十分困难或不可行的。
(三)与机加工比较
传统机械加工法,近来靠自动化而提升其加工能力,在效率和精度上有极大的进步,但是基本的程序上仍脱不开逐步加工(车削、刨、铣、磨、钻孔、抛光等)完成零件形状的方式。
机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法,但是因为材料的有效利用率低,且其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。相反的,粉末注射成型可以有效利用材料,形状自由度不受限制。但是从行业发展的总体情况来看,我国现阶段的MIM前景喜人,但在某些方面与国外还存在一定差距。对于小型、高难度形状的精密零件的制造,粉末注射成型工艺比较机械加工而言,其成本较低且,具有很强的竞争力。MIM技术弥补了传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺憾,并非与传统加工方法竞争。粉末注射成型技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域发挥其特长。

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。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜,其外层主要是四氧化三铁,内层为氧化亚铁。 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。②、调整工件的机械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,为了满足各种工件不同的性能要求,可以通过回火来调整,硬度,强度,塑性和韧性。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对烧结体有影响。羰基法生产的粉末纯度高、开头稳定、粒度极细,它适合于 MIM,但于Fe,Ni等粉体,不能满足品种的要求。为了满足金属注射成形技术用粉的要求,许多制粉公司对上述方法进行了改进,还发展了微雾化、层流雾化等制粉方法。现在通常是水雾化粉和气雾化粉混合使用,前者提高振实密度后者维持保形性。目前采用水雾化粉也可生产相对密度大于99%的烧结体,因此较大型零件只使用水雾化粉,较小型零件使用气雾化粉


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