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橫瀝鎮(zhèn)粉末冶金-聚鑫金屬-金屬粉末冶金

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發(fā)布時間:2019-08-17 11:55  





影響MIM不銹鋼喂料的流動性的三大因素

金屬注射成形工藝(簡稱MIM)是將金屬粉末和有機粘結(jié)劑經(jīng)過混煉、造粒成混合料顆粒,再通過注射成形的方式制造成特定性狀制品的方法,特別適合于小型、復(fù)雜精密金屬零件的制造,也得到了相當所的精密零件制造商的認可和使用,在當今金屬制品成形領(lǐng)域占有重要地位。

    該工藝需要事先準備好注射料,也就是常說的MIM喂料,粉末冶金注射成型,且對喂料的流變性有著比較苛刻的要求。MIM當前常用的兩種喂料是鐵基喂料(如Fe2Ni,F(xiàn)e8Ni)和不銹鋼喂料(如SUS316L,SUS630即17-4,SUS304等),隨著近年來不銹鋼制品的需求越來越大,關(guān)于不銹鋼喂料的研究也迅速升溫。

    喂料的特性,直接影響后續(xù)所有工藝的參數(shù)以及成品的品質(zhì)特性。今天小編就已常用的不銹鋼為例為例,和大家一起來看一下生產(chǎn)工藝參數(shù)中影響不銹鋼喂料流動性的三大因素。

一, 粉末裝載量。粉末裝載量是一個比值,指的是粉末體積占喂料總體積的百分數(shù)。粉末裝載量越大,說明喂料中粉末所占的比重越大,此時喂料的粘度增大,流變性相應(yīng)變差;當粉末裝載量變小時,粘結(jié)劑所占比重相應(yīng)變大,此時喂料的粘度減小,流動性轉(zhuǎn)好。但也不是粘結(jié)劑越多越好。還要考慮粘結(jié)劑的量對后續(xù)其他工藝的影響。

二, 剪切速率。在注射成形過程中,不銹鋼喂料在高的剪切速率下而流動,所以喂料受到高剪切力發(fā)熱,發(fā)熱之后粘度降低,因此流動性強;反之當喂料在低的剪切速率下流動,受到較低的剪切力發(fā)熱較慢,粘度不會明顯降低,流動性也相應(yīng)比較差。

三, 溫度。這里主要指的是注射成形時的注射溫度以及進入模腔后的溫度。溫度的影響對于不銹鋼喂料來講是個加熱的過程,溫度通過對著喂料粘度的影響而影響其流動性,當溫度升高時,喂料的粘度會變小,相應(yīng)的流動性變強,當溫度降低時,喂料粘度變大,流動性也會比較差


粉末冶金MIM工藝相比傳統(tǒng)精鑄工藝的優(yōu)勢

MIM使用的原料粉末粒度直徑為2—15urn,而傳統(tǒng)粉末冶金(PM)的原料粉末粒度為50—100urn。MIM工藝的成品密度高,原因是使用微細粉末。MIM產(chǎn)品形狀自由度是PM所不能達到的。

傳統(tǒng)的精密鑄造(IC)工藝作為一種制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品極有效的技術(shù),近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的產(chǎn)品,但礙于陶心的強度以及鑄液的流動性限制,該工藝仍有某些技術(shù)上的難題。一般而言,此工藝制造大、中型零件較為合適,而小型復(fù)雜零件則MIM工藝較為合適,而且IC工藝材質(zhì)受到一定限制。

壓鑄工藝適用于鋁和鋅合金等低熔點、鑄流性好的材料,而MIM工藝適合各種材質(zhì)。

精密鍛造可以成型復(fù)雜零件,但不能成型三維復(fù)雜的小型零件,其產(chǎn)品的精度低,產(chǎn)品有局限。

傳統(tǒng)機械加工法:近來靠自動化和數(shù)控提升加工能力,在效率和精度上有很大的進展,但是基本的程序上仍脫不開逐步加工車、刨、銑、磨、鉆、拋等完成零件形狀的方式,機械加工的方法精度和復(fù)雜度遠優(yōu)于其他方法,但是因為材料的有效利用率低,且形狀的完成受限于設(shè)備與刀具,有些零件無法用機械加工完成。相反,MIM可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。對于小型、復(fù)雜、高難度形狀的精密零件的制造,MIM工藝比較機械式加工而言,其成本較低且效率高,具有競爭力。


MIM工藝的制程技術(shù)、材料和設(shè)備在國內(nèi)已經(jīng)越來越成熟,應(yīng)用范圍也非常廣。

零件形狀復(fù)雜、尺寸較小以及產(chǎn)量大,這些都是MIM工藝的優(yōu)勢。

這些強項,使其在電子數(shù)碼產(chǎn)品、手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發(fā)動機零件、電子密封件、切削工具及運動器械中得到了大量的應(yīng)用。

那么,如何判定一個產(chǎn)品是否應(yīng)該選擇MIM工藝,也就是選擇MIM工藝的準則是什么呢?

目前主要有下列主要事項,選擇MIM工藝前需要考慮清楚。

1.

質(zhì)量、切削量:對于在切削加工和磨削加工中材料損耗非常、加工非常耗時的零件,精密粉末冶金,MIM在降低生產(chǎn)成本上極有優(yōu)勢;

2.

總需求量:模具費和研發(fā)費用對于低需求量的產(chǎn)品,分攤下來后是很難以承受的。因此,當產(chǎn)品的年需求量達到或超過2萬件時,可以考慮選擇MIM工藝。

3.

材料:MIM工藝是一種近凈成形技術(shù),對于由鈦、不銹鋼及鎳合金之類難易切削的材料設(shè)計的零件,金屬粉末冶金,MIM最有吸引力。

4.

產(chǎn)品復(fù)雜性:MIM工藝最適合制造幾何形狀復(fù)雜的、在切削加工中需要變換很多次加工工位的多軸零件、多基準零件。

5.

使用性能:基于MIM產(chǎn)品的高密度,如果使用性能有需求,則MIM的高密度形成的性能有競爭力。

6.

表面粗糙度:表面粗糙度反映了粉末顆粒的大小。

7.

公差(精度要求):MIM燒結(jié)件的公差大概為±0.3%,如果產(chǎn)品要求的公差很嚴格,MIM燒結(jié)件就需要二次加工,如CNC,數(shù)控車等,MIM的成本也趨向于增加,橫瀝鎮(zhèn)粉末冶金,需要評估比較。

8.

組合:為了節(jié)省庫存與組裝費用,可見多個零件固結(jié)為一個零件。

9.

缺陷:必須使MIM固有的缺陷處于非關(guān)鍵位置,或制造成型后可以除去,例如澆口印跡,頂針印跡或結(jié)合線。

10.

新型組合材料:MIM可制造出傳統(tǒng)工藝難以制造的新型組合材料,例如疊片的或兩種材料結(jié)構(gòu)的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。

MIM常用材料的種類很多,但有幾種是主要的。若材料難以切削加工,諸如工具鋼、鈦、鎳合金或不銹鋼,對于MIM最終成型來說,是最有利的,MIM工藝可以一次性成型復(fù)雜的幾何形狀特征。

在不同的生產(chǎn)地點之間,用MIM可達到的性能是不同的。我們在設(shè)計之前,需要的許多性能參數(shù)都匯總與技術(shù)手冊中。

現(xiàn)在,我們看到了很多為MIM設(shè)計的新的材料,其中有疊片結(jié)構(gòu)的(硬磁-軟磁,磁性的-非磁性的,傳導(dǎo)性的-絕緣的)、泡沫金屬及孔新建,這些可選擇的項目,都將MIM推進到了幾乎沒有工藝可替代的領(lǐng)域。



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