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MIN金屬注射成型
MIM(metal Injection Molding),中文名稱為金屬注射成型,是一種將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料,注射到模型里的成形方法。
簡單來說,MIM就是把金屬粉末和粘結(jié)劑均勻混合在一起,經(jīng)過加工就能做成各種形狀的金屬器件了。
這是一種具有很高技術(shù)含量的技術(shù),類似于現(xiàn)在熱門的3D打印。
從工藝流程來看,MIM要經(jīng)歷混料(專用喂料)、注射成形、脫脂、燒結(jié)、后處理等5個(gè)步驟。
混料,就是把金屬粉末和粘結(jié)劑,按9:1的比例均勻混合起來,大家可以想象我們用水和面時(shí)的感覺。
等到和出來的面夠勁道時(shí),就可以甩面做面條了,注射成形的步驟也差不多。
混合物被加熱,注入模具,成形為毛坯。毛坯出來后,再將里面的粘結(jié)劑去除,這一過程就叫脫脂。
脫脂后再進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),使成品的強(qiáng)度上一個(gè)臺(tái)階,并擁有很好的力學(xué)性能。
燒結(jié)是MIM工藝中最核心的環(huán)節(jié),只要這一步處理得好了,那么整個(gè)MIM流程基本就大功告成了。
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經(jīng)過MIM制作出來的成品,密度高、精度高、表面光潔度也非常好,不信你摸一摸智能手表的底殼,質(zhì)感那是杠杠滴。
金屬注射成形用不銹鋼粉的生產(chǎn)工藝
金屬注射成形技術(shù)由陶瓷零件的粉末注射成形技術(shù)發(fā)展而來,是一種新型的粉末冶金近凈成形技術(shù)。近年來隨著中國制造2025的提出,MIM產(chǎn)品市場需求日益旺盛,MIM企業(yè)如雨后春筍般的成長,MIM行業(yè)呈現(xiàn)出更加廣闊的前景和良好的發(fā)展?jié)摿?。金屬注射成形技術(shù)技術(shù)的主要生產(chǎn)步驟如下:金屬粉末與粘結(jié)劑混合——制粒——注射成形——脫脂——燒結(jié)——后續(xù)處理——最終產(chǎn)品該技術(shù)適用于大批量生產(chǎn)性能高、形狀復(fù)雜的小尺寸的粉末冶金零部件,如瑞士的手表業(yè)用來生產(chǎn)手表零件。 近幾十年來,MIM技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛,能應(yīng)用的材料體系包括:Fe-Ni合金、不銹鋼、工具鋼、高比重合金、硬質(zhì)合金、鈦合金、鎳基超合金、金屬間化合物、氧化鋁、氧化鋯等。金屬注射成形技術(shù)要求粉末粒度為微米級(jí)以下,形狀近球形。此外對(duì)粉末的松裝密度、搖實(shí)密度、粉末長徑比、自然坡度角、粒度分布也有一定的要求。目前生產(chǎn)金屬注射成形技術(shù)用粉末的主要方法有:水霧化法、氣體霧化法、羰基法。常用的不銹鋼金屬的粉末牌號(hào)有:304L,316L, 317L,410L,430L,434L,440A,440C,17-4PH等。
對(duì)于水霧化法其制作流程為:
選用不銹鋼原料——中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔化——成份調(diào)整——脫氧除渣——霧化制粉——質(zhì)量檢測——篩分——包裝入庫主要用到的設(shè)備有:中頻感應(yīng)熔爐、高壓水泵、全封閉式制粉裝置、循環(huán)水水池、篩分和包裝設(shè)備、檢測儀器等。
對(duì)于氣霧化法其制作流程為:
選用不銹鋼原料——中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔化——成份調(diào)整——脫氧除渣——霧化制粉——質(zhì)量檢測——篩分——包裝入庫主要用到的設(shè)備有:中頻感應(yīng)熔爐、氮?dú)庠春挽F化裝置、循環(huán)水水池、篩分和包裝設(shè)備、檢測儀器等。
每種方法各有其優(yōu)缺點(diǎn):水霧化法是主要的制粉工藝,其效率高、大規(guī)模生產(chǎn)比較經(jīng)濟(jì),可使粉末細(xì)微化,但形狀不規(guī)則,這有利于保形,但所用粘結(jié)劑較多,影響精度。金屬喂料的生產(chǎn)是金屬注射成形行業(yè)不可或缺的組成部分,因?yàn)楣に嚰夹g(shù)要求注射原料必須為一定大小的均勻顆粒,而不能直接使用粉末。此外,水與金屬高溫反應(yīng)形成的氧化膜妨礙燒結(jié)。氣體霧化法是生產(chǎn)金屬注射成形技術(shù)用粉的主要方法,它生產(chǎn)的粉末為球形,氧化程度低,所需粘結(jié)劑少,成形性好,但極細(xì)粉收率低,價(jià)格高,保形性差,且粘結(jié)劑中的C,N,H,O對(duì)燒結(jié)體有影響。羰基法生產(chǎn)的粉末純度高、開頭穩(wěn)定、粒度極細(xì),它最適合于 MIM,但僅限于Fe,Ni等粉體,不能滿足品種的要求。為了滿足金屬注射成形技術(shù)用粉的要求,許多制粉公司對(duì)上述方法進(jìn)行了改進(jìn),還發(fā)展了微霧化、層流霧化等制粉方法。現(xiàn)在通常是水霧化粉和氣霧化粉混合使用,前者提高振實(shí)密度后者維持保形性。目前采用水霧化粉也可生產(chǎn)相對(duì)密度大于99%的燒結(jié)體,因此較大型零件只使用水霧化粉,較小型零件使用氣霧化粉
LIGA工藝制造塑料消失模具的兩種方法
LIGA工藝制造塑料消失模具有兩種方法:
一種工藝是用模具成型PMMA塑料模芯,將PMMA塑料模芯嵌入模架直接進(jìn)行金屬注射成型,PMMA塑料模芯與MIM零件毛坯整體從模架中脫出,MIM零件毛坯留在塑料模芯中直接脫脂、燒結(jié),這成為一步Fu制工藝。
另一種工藝是利用電鑄工藝在PMMA塑料件表面沉積一層金屬鎳,而后將PMMA塑料與鎳殼剝離,再將鎳殼嵌入模架制程金屬模具成型MIM零件毛坯。這成為兩步fu制工藝。
一步fu制工藝成型的零件精度較高,并且解決了零件的脫模及后續(xù)操作等困難,但成本較高;兩步fu制工藝成型的零件精度有所降低,適合批量生產(chǎn),但存在零件的脫模及后續(xù)操作困難。