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MIM技術(shù)促進零部件制造業(yè)的發(fā)展
近年來,經(jīng)濟的快速發(fā)展促進了零部件制造業(yè)的發(fā)展。金屬注塑(MIM)不僅節(jié)能,而且可以減少污染,節(jié)省材料,是先進的制造技術(shù)。金屬注射成型(MIM)在零部件制造中具有不可替代的地位和作用。
金屬注塑(MIM)部分的理論密度可以達到95%以上,通過合理的工藝參數(shù)控制可以達到99.9%,接近完全致密化。MIM技術(shù)具有成本低,自動化程度高的大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)勢,是目前先進的粉末冶金技術(shù)。
金屬注射成型(MIM )零件一般用于制造高強度和強力磨損,在機械,電子,醫(yī)用設(shè)備,汽車,電機,農(nóng)業(yè)機械,電機等領(lǐng)域也有很廣泛的用途。
粉末冶金技術(shù) - 金屬注射成型(MIM)的新技術(shù)將促進零部件制造業(yè)的發(fā)展,也將為未來帶來光明之路。
金屬表面改性技術(shù)分類
表面改性技術(shù)的定義:表面改性是指采用某種工藝手段是材料表面或得與基體材料的組織結(jié)構(gòu)、性能不同的一種技術(shù)。
技術(shù)優(yōu)勢:材料經(jīng)過表面改性處理后,既能發(fā)揮基體材料的力學性能,又能使材料表面獲得各種特殊性能;表面改性技術(shù)可以掩蓋基體材料的表面缺陷,延長材料和構(gòu)件的使用壽命;節(jié)約稀有 貴 重金 屬材料,改善環(huán)境。
表面改性技術(shù)的分類:金屬表面形變強化、表面熱處理、金屬表面化學熱處理、離子束表面擴滲處理、高能束表面處理、離子注入表面改性。
金屬表面形變強化
表面形變強化技術(shù)中常用的有噴丸、滾壓、豪克能技術(shù)。噴丸使用高壓或壓縮空氣作動力,比較靈活但動力消耗大;滾壓大家都很清楚,結(jié)合金屬冷做硬化的原理提升工件的硬度和耐磨性;豪克能技術(shù)是一項先進的金屬形變強化技術(shù),采用30KHZ以上的振動頻率的高頻振動以及一定數(shù)值的靜壓力,形成對工件的強化加工,具有晶粒細化至納米級、硬度耐磨性提升、同時工件表面Ra達0.2以下的顯著效果;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,MIM在降低生產(chǎn)成本上極有優(yōu)勢。
表面熱處理:僅對工件表面進行加熱、冷卻的工藝,從而改變表層組織和性能而不改變成分的一種工藝。
金屬表面化學熱處理:利用元素的擴散性,使金屬元素深入金屬表層的一種熱處理工藝。
離子束表面處理:用一定能量的離子轟擊固體表面,使固體近表面層物理、化學性質(zhì)發(fā)生變化的工藝技術(shù),包括離子注入、離子束混合、離子濺射、離子刻蝕等技術(shù)。離子注入是將某種離子“打進”固體,改變固體近表面層的化學成分和固體結(jié)構(gòu)。離子注入技術(shù)用于半導體摻雜和金屬和其他材料的表面改性。離子束混合是用離子轟擊鍍有多層薄膜的金屬,使各層原子因離子碰撞發(fā)生互混。以及常州精研科技股份有限公司,是國內(nèi)最先上市的MIM企業(yè)代表。
利用激光掃描過程中材料自身的組織結(jié)構(gòu)變化或引入其他材料實現(xiàn)工件表面性能的改善,該技術(shù)能選擇性地處理工件表面,有利于在工件整體保持足夠的韌性和強度的同時,表面獲得較高的、特定的使用性能,如耐磨、耐蝕和kang疲 勞、kang氧化等。
電子束使金屬材料表面很快上升到奧氏體相變退度(低于熔化溫度),持續(xù)一段時間后電子束停止轟擊.熱t(yī)很快向冷的荃體金屬擴散,使加熱表面自行淬火,其組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,表面硬度顯著提離。
粉末微注射成形技術(shù)
近年來,微系統(tǒng)技術(shù)在各個領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速,同時也對應(yīng)用于微型工程中的三維微型復雜元器件的制造提出了更高的要求,希望微型器件在具備滿足使用要求性能的同時,能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。微系統(tǒng)中主要的元器件包括微型模具、用于傳感器和jia速器上的微型機械結(jié)構(gòu)、生物傳感器、微型流體元件、微型反應(yīng)器等。這些元器件形狀復雜、體積微小,采用現(xiàn)有的微型加工技術(shù)如微型切削、激光切削、硅刻蝕技術(shù)等,生產(chǎn)效率低,無法開展大規(guī)模生產(chǎn),而近年來在粉末注射成形基礎(chǔ)上發(fā)展起來的粉末微注射成形工藝為實現(xiàn)微型元器件規(guī)?;a(chǎn)提供了zui具潛力的制備技術(shù)。適宜批量生產(chǎn),重要應(yīng)用于出口產(chǎn)品,有公差產(chǎn)品,其加工工藝穩(wěn)固,操作上也相對簡略。
粉末微注射成形技術(shù)是指針對尺寸小于1微米的零件在傳統(tǒng)粉末注射成形技術(shù)基礎(chǔ)上所開發(fā)的一種成形技術(shù),主要應(yīng)用于連續(xù)制造具有微觀結(jié)構(gòu)表面與微型結(jié)構(gòu)的零件,其基本工藝步驟與傳統(tǒng)的粉末注射成形基本相同,所制備零件的表面質(zhì)量與孔隙度可通過選擇原始粉末與適宜的燒結(jié)條件來控制。與傳統(tǒng)粉末注射成形不同的是,粉末微注射成形為了便于制造微小結(jié)構(gòu),所選擇的粉末平均粒徑一般小于1~2微米;其次,由于粉末比表面積增大,需要粘度較低但有足夠強度的粘結(jié)劑,以利于微注射成形并避免生坯件脫模時損壞。另外,為了防止變形、裂紋及氣泡的產(chǎn)生,微注射成形技術(shù)對脫脂和燒結(jié)的工藝條件更加苛刻。②鐵素體:碳溶于a-Fe中的間隙式固溶體稱為鐵素體,常用F表示。
目前,國際上開展該技術(shù)研究的主要國家有德國、日本、新加坡、美國和英國。其中,德國開展并取得了突出的成果。國內(nèi)的北京科技大學、中南大學以及大連理工大學也在該領(lǐng)域進行了一系列研究工作。如北京科技大學研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適用于傳統(tǒng)注射成形機的粉末微注射成形用模具;并以羰ji鐵粉和鐵鎳合金粉為原料,在傳統(tǒng)注射成形機上成功實現(xiàn)了粉末微注射成形齒頂圓直徑小于1毫米的微型齒輪。當使清潔的金屬表面相互接觸時,由于它們之間的接觸面積小,從而它們之間的黏著力小。
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。