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真空熱處理
真空熱處理即真空技術與熱處理兩個專業(yè)相結(jié)合的綜合技術,是指熱處理工藝的全部和部分是在真空狀態(tài)下進行的。真空熱處理幾乎可實現(xiàn)全部熱處理工藝,如淬火、退火、回火、滲碳、滲鉻、氮化,在淬火工藝中可實現(xiàn)氣淬、油淬、硝鹽淬火、水淬等,它與普通熱處理相比較具有以下優(yōu)點。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,因為工藝技術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。
1、不氧化、不脫碳、不增碳對工件內(nèi)部和表面有良好的保護作用
2、提高整體機械性能、脫氣和促進金屬表面的凈化作用
3、工件變形小
4、可減少工件含金元素揮發(fā)性
5真空熱處理爐熱效率高,可實現(xiàn)快速升溫和降溫;穩(wěn)定性和重復性好。工作環(huán)境好,操作安全,沒有污染和公害。
金屬粉末顆粒狀及制造方法對mim公工藝的影響
MIM是一種將傳統(tǒng)粉末冶金和現(xiàn)代塑料注塑成形技術結(jié)合而成的新型金屬成形工藝。金屬注射成形工藝對于金屬粉末的選擇有嚴格標準,這是因為粉末顆粒的形狀可以左右制品的質(zhì)量。
好的金屬喂料才可以成形好的產(chǎn)品,而好的粉末會成就好的金屬喂料,這也就是說金屬粉末的好壞影響著MIM制品的性能。那么怎樣才算是好的金屬粉末呢?
行業(yè)經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐和行業(yè)專家的理論研究發(fā)現(xiàn),越是粒度細小、顆粒均勻、接近球狀的粉末顆粒越適合制造喂料,這樣的粉末制成的喂料在后續(xù)的制品成形過程中流動性良好,有利于整個MIM工藝的順利完成,而且脫粘容易,脫粘后的坯件在燒結(jié)過程中收縮均勻且程度較小。MIM技術是目前金屬零部件成型最科學的精凈成型技術,其特點在于成本低,性能優(yōu)異,可根據(jù)不同需求靈活調(diào)整各項性能指數(shù),應用領域非常廣泛。
但是在實際生產(chǎn)中,由于成本、技術等多方面因素影響,用來生產(chǎn)喂料的金屬粉末原料并不都是“很好”的。甚至是我們認為好的粉末原料也難免因為成形部件的形狀不易保持而影響到MIM成形工藝的效果。例如金屬注射成形工藝中用到的鋼粉雖然是球形的,粒度大小也符合工藝要求,但是因為顆粒間的咬合力小,制品形狀很難維持。005%,隨著溫度升高,溶解度略有增加,在727度時達到峰值,也僅有0。
于是人們就想,那把球形的粉末換成不規(guī)則形狀的會不會好一點呢?對于混煉時粉末和粘結(jié)劑的加入順序也有比較嚴格的規(guī)定,加料的順序一般是先加入高熔點組元熔化,然后降溫,加入低熔點組元,然后分批加入金屬粉末。事實證明,這種改變雖然增加了顆粒間的咬合力,但是卻不能使金屬喂料在加熱狀態(tài)下還能保持較好的流動性,減弱了制品的均勻性,嚴重影響到MIM坯件的脫粘和燒結(jié)環(huán)節(jié),以致影響最終的制品性能和成品率。
可見想要獲得性能、形狀穩(wěn)定的制品還要另想改善措施,目前制造金屬喂料使用的金屬粉末一般分為兩種:氣霧化粉末和水霧化粉末。這兩種粉末形狀性質(zhì)迥異,單獨用哪種都不能獲得好的喂料。
氣霧化粉中加入水霧化粉可提高注射成形件的形狀保持能力,降低各向異性收縮。若混合粉的自然坡度角小,則說明顆粒間的相互作用小,所制部件在燒結(jié)后各向異性收縮較大。氣霧化粉含量大的試樣,脫粘后易于坍塌。使用水霧化粉末,可保持形狀而不損害其力學性能。顆粒的不規(guī)則形狀影響混合粉的燒結(jié)性,使用較大比例的水霧化粉可促進致密化。技術特點:拉絲處理可使金屬表面獲得非鏡面般金屬光澤,同時拉絲處理也可以消除金屬表面細微的瑕疵。
綜上所述,金屬粉末顆粒形狀對MIM工藝的影響是根源性和最終性的,選擇合適的金屬粉末制成合適的金屬喂料對成形高質(zhì)量的MIM制品至關重要。
AIM(鋁合金粉末注射成形)工藝簡介
鋁合金粉末注射成形(Aluminium alloy injection moulding,簡稱AIM)是一種新型的鋁合金成形技術。
它類似于金屬粉末注射成形技術(MIM),是粉末注射成形(PIM)技術的主要分支,都是從注射成形技術上發(fā)展而來的,是目前國際上發(fā)展最快、應用最廣的鋁合金零部件加工技術。
AIM是先將粉末與粘結(jié)劑進行均勻混煉,然后將混合物料經(jīng)造粒機造粒,再注射到成形模具腔完成所需要的形狀?;旌系娜垠w經(jīng)過加溫有良好的流動性,這樣在注射時有助于制品成形,而且能充分保持產(chǎn)品的密度均勻性。經(jīng)過成形的制品還需要脫脂再經(jīng)燒結(jié)爐燒結(jié),有的產(chǎn)品還要進行一些后處理。二、電泳(ED)電泳:用于不銹鋼、鋁合金等,可使產(chǎn)品呈現(xiàn)各種顏色,并保持金屬光澤,同時增強表面性能,具有較好的防腐性能。
這種先進的技術適合大批量、各種形狀復雜的零件生產(chǎn),包括一些極其復雜的三維立體形狀,且生產(chǎn)的產(chǎn)品無需機加工或僅少量加工,大大降低了生產(chǎn)成本,而且使工作效率大大提高。
因注射過程都是經(jīng)過精細的溫度和壓力進行注射,所以成形的制品具有極高的精度和非常均勻的密度。
AIM鋁合金注射成形技術能加工生產(chǎn)形狀極其復雜的零件,zui小可以加工0.1g的微小型零件;生產(chǎn)的產(chǎn)品組織均勻、精準度極高,表面光潔;而且生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,適于大批量生產(chǎn)。
由于AIM在精度和工作效率上表現(xiàn)出機加工無法比擬的優(yōu)勢,目前已應用到航海航空、機械、汽車、精密儀器等多個行業(yè)。隨著機械工業(yè)的不斷發(fā)展,目前AIM已成為世界上鋁合金零部件加工領域發(fā)展最快的鋁合金加工技術,得到越來越多行業(yè)的青睞。
粉末微注射成形技術
近年來,微系統(tǒng)技術在各個領域的發(fā)展非常迅速,同時也對應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、生物傳感器、微型流體元件、微型反應器等。這些元器件形狀復雜、體積微小,采用現(xiàn)有的微型加工技術如微型切削、激光切削、硅刻蝕技術等,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。較好的克服粉塵飛揚,減少配合劑的損失,改善產(chǎn)品質(zhì)量與工作環(huán)境。
粉末微注射成形技術是指針對尺寸小于1微米的零件在傳統(tǒng)粉末注射成形技術基礎上所開發(fā)的一種成形技術,主要應用于連續(xù)制造具有微觀結(jié)構表面與微型結(jié)構的零件,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,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,微注射成形技術對脫脂和燒結(jié)的工藝條件更加苛刻。二、鈍化處理所謂鈍化處理是指在一定的溶液中進行化學處理﹐在鍍層上形成一層堅實致密的﹐穩(wěn)定性高的薄膜的表面處理方法。
目前,國際上開展該技術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、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。化學拋光其長處是加工設備投資少,龐雜件能拋,速度快,防腐性好。