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MIM金屬注射成型工藝
MIM工藝介紹與對(duì)比
一、MIM概念及工藝流程
金屬粉末注射成形是傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)與塑料注射成形技術(shù)相結(jié)合的高新技術(shù),是小型復(fù)雜零部件成形工藝的一場(chǎng)革命。那么,如何判定一個(gè)產(chǎn)品是否應(yīng)該選擇MIM工藝,也就是選擇MIM工藝的準(zhǔn)則是什么呢。它將適用的技術(shù)粉末與粘合劑均勻混合成具有流變性的喂料,在注射機(jī)上注射成形,獲得的毛坯經(jīng)脫脂處理后燒結(jié)致密化為成品,必要時(shí)還可以進(jìn)行后處理
生產(chǎn)工藝流程如下
配料→混煉→造?!⑸涑尚巍瘜W(xué)萃取→高溫脫粘→燒結(jié)→后處理→成品
二、MIM技術(shù)特點(diǎn)
金屬粉末注射成形結(jié)合了粉末冶金與塑料注射成形兩大技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),突破了傳統(tǒng)金屬粉末模壓成形工藝在產(chǎn)品形狀上的限制,同時(shí)利用塑料注射成形技術(shù)能大批量、高效率生產(chǎn)具有復(fù)雜形狀的零件:如各種外部切槽、外螺紋、錐形外表面、交叉通孔、盲孔、凹臺(tái)、鍵銷、加強(qiáng)筋板,表面滾花等
·MIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
a.直接成形幾何形狀復(fù)雜的零件,通常重量0.1~200g
b.表面光潔度好、精度高,典型公差為±0.05mm
c.合金化靈活性好,材料適用范圍廣,制品致密度達(dá)95%~99%,內(nèi)部組織均勻,無(wú)內(nèi)應(yīng)力和偏析
d.生產(chǎn)自動(dòng)化程度高,無(wú)污染,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)大批量清潔生產(chǎn)
MIM產(chǎn)品典型應(yīng)用領(lǐng)域
航空航天業(yè):機(jī)翼鉸鏈、火箭噴嘴、渦輪葉片芯子等
汽車業(yè):安全氣囊組件、點(diǎn)火控制鎖部件、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、座椅部件、剎車裝置部件等
電子業(yè):磁盤驅(qū)動(dòng)器部件、電纜連接器、電子封裝件、手機(jī)振子、計(jì)算機(jī)打印頭等
日用品:表殼、表帶、表扣、高爾夫球頭和球座、縫紉機(jī)零件、電動(dòng)玩具零件等
機(jī)械行業(yè):異形銑刀、切削工具、電動(dòng)工具部件、微型齒輪、鉸鏈等
醫(yī)學(xué)行業(yè):牙矯形架、剪刀、鑷子、手術(shù)刀等
六、適合材質(zhì)
不銹鋼 Fe合金 Fe-Ni-Co 合金鎢 鈦合金 工具鋼 高速鋼 硬質(zhì)合金 氧化鋁 氧化鋯
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(jiǎn)單來(lái)說(shuō),MIM就是把金屬粉末和粘結(jié)劑均勻混合在一起,經(jīng)過(guò)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(lái)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(lái),大家可以想象我們用水和面時(shí)的感覺。
等到和出來(lái)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(lái)后,再將里面的粘結(jié)劑去除,這一過(guò)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(guò)MIM制作出來(lái)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。
304不銹鋼鑄件產(chǎn)生磁性的原因
一般情況下,使用沒有磁性的304不銹鋼廢料澆注出來(lái)的鑄件產(chǎn)品卻帶有微磁性。什么原因?qū)е碌哪??因?yàn)椋?
1、化學(xué)成分當(dāng)量成分控制沒有到位。
一般的生產(chǎn)廠家為了降低成本把Ni控制下限,8.0-8.2%之間,Cr/Ni達(dá)到一定數(shù)值時(shí)鋼的組織中出現(xiàn)一定量的鐵素體,鐵素體是有磁性的;此時(shí)采用1050~1080℃固溶處理可以把鐵素體完全溶入奧氏體就不會(huì)有磁性了。
2、冷加工硬化。
當(dāng)奧氏體不銹鋼在冷加工時(shí)產(chǎn)生形變馬氏體,形變馬氏體使得不銹鋼強(qiáng)度增加,而形變馬氏體是有磁性的。采用固溶處理甚至退火都可以使形變馬氏體消失,但是鋼的強(qiáng)度就會(huì)下降了。
如果既要保證冷加工強(qiáng)度,又要弱磁性甚至無(wú)磁性可以采用下面去磁辦法:
1、根據(jù)相圖原理,降低Cr/Ni值,尤其提高Ni、Mn含量到上限。冷加工前進(jìn)行上限固溶處理,在保證表面的前提下控制晶粒度4級(jí);可以降低冷加工后的磁性。
2、一般304冷加工后都有一定的微弱磁性。經(jīng)過(guò)敲打或其他的沖擊,使其奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,此時(shí)會(huì)有一定的磁性。加熱到1050度,然后水淬激冷,可消除磁性。
備注:
1、“Cr/Ni達(dá)到一定數(shù)值”這個(gè)的理解:這個(gè)是2個(gè)當(dāng)量的比值。
Cr當(dāng)量=Cr% 1.5(Si%) Mo% Cb%-4.99
Ni當(dāng)量=Ni% 30(C%) 0.5(Mn%) 26(N%-0.02) 2.77
當(dāng)Cr當(dāng)量/Ni當(dāng)量<0.9 達(dá)到單項(xiàng)奧氏體了,就不會(huì)有磁性了。
2、由此看加鎳、加錳、加氮,降鉻、降硅等都可以達(dá)到去磁的效果。
3、市場(chǎng)上有一種“合金消磁劑”的,可以將不銹鋼中的殘余鐵素體轉(zhuǎn)換成奧氏體,也能達(dá)到去磁效果。同時(shí)加入該合金消磁劑后,對(duì)精鑄鑄件的耐蝕性,鹽霧試驗(yàn)效果良好。