金属粉末冶金中的烧结气氛相关
金属粉末冶金是一种利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结制成金属或合金零部件的技术。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此应用十分广泛。在金属粉末冶金制品烧结中,烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体,在粉末冶金中即可作为还原剂,也用来作为烧结气
齿轮粉末冶金
金属粉末冶金中的烧结气氛相关
金属粉末冶金是一种利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结制成金属或合金零部件的技术。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此应用十分广泛。在金属粉末冶金制品烧结中,烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体,在粉末冶金中即可作为还原剂,也用来作为烧结气氛,除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外,大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时,烧结炉内的实际气氛,常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。下面我们就一起来了解一下:


一、保护气氛:保护气氛分为还原性气氛和中性气氛,还原性气氛又分为氢气和分解氨。在烧结过程中,保护气氛的主要作用是保护烧结制品不被氧化。
氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性,是一种化学活性较强的可燃性无毒气体,常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛;
分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体,在粉末冶金中即可作为还原剂,也用来作为烧结气氛,除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外,大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。
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。
二、可控气氛:这类气氛分为放热型(不需要从外部供热)和吸热型气氛(需要从外部供热),都由碳氢化合物转化而成。
放热型可用于控制粉末冶金(含注射成形)烧结制品中的碳含量控制,分为淡型和浓型气氛,淡型放热气氛的碳势很低,用作低碳钢、铜制品的烧结时,只用作无氧化加热;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。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时,烧结炉内的实际气氛,常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。
吸热型气氛与放热型气氛相比较,是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛,在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛,有时也作为渗碳剂使用。
三、空气气氛:这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体,也可以看作是在常压状态下烧结,一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用
金属注射成形(MIM)发展
金属注射成形(Metal Injection Molding,MIM)是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。
MIM是由传统粉末冶金工艺与现代塑料注射成型技术融合发展而来,其基本工艺过程是:将各种微细金属粉末(一般小于20μm)按一定的比例与预设粘结剂(各种热塑性塑料,蜡及其他材料)均匀混合,制成具有流变特性的喂料,通过注射机注入模具型腔(或多模型腔)成型出零件毛坯,毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后,即可得到微观组织均匀、材料高度致密的各种金属零部件。金属粉末注射成型技术工艺与传统工艺相比,具有精度高、组织均匀、性能优异,生产成本低等特点,其产品广泛应用于电子信息工程、生物医用器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵工及航空航天等工业领域。


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。20世纪80年代,美国伦赛尔理工学院开始开展MIM技术理论基础和应用基础的研究工作。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±0.5%提高到±0.3%。21世纪后,MIM工艺进一步得到改进,新材料、新工艺不断涌现,产业化发展迅速。MIM技术起源于欧洲部分,开始用于军事装备部件开发并得到应用。形状复杂、尺寸较小及产量大,这些都是MIM的强项,使其在手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封、切削工具及运动器材中找到大量应用。
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。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。
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。金属热处理有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺,俗称“四把火”。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。


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