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五金細(xì)小件---粉末冶金
微小尺寸產(chǎn)品的用CNC機(jī)加工藝生產(chǎn),無法形成量產(chǎn)規(guī)模。而MIM金屬注射成型技術(shù),能夠大批量的生產(chǎn)微小尺寸零件??梢约眲〗档彤a(chǎn)品的生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率,極大的提高了產(chǎn)品的出貨量,滿足客戶的生產(chǎn)需求。
粉末注射成型能像生產(chǎn)塑料制品一樣,一次成形生產(chǎn)形狀復(fù)雜的金屬、陶瓷等零件部件產(chǎn)品成本低、光潔度好、精度高(±0.3%~±0.1%),一般無需后續(xù)加工產(chǎn)品強(qiáng)度、硬度、延伸率等力學(xué)性能高、耐磨性好、耐疲勞、組織均勻原材料利用率高、生產(chǎn)自動化程度高、工序簡單、可連續(xù)大批量生產(chǎn)無污染,生產(chǎn)過程為清潔工藝生產(chǎn)。三、空氣氣氛:這種燒結(jié)氣氛主要是在燒結(jié)爐內(nèi)通過一定空氣氣體,也可以看作是在常壓狀態(tài)下燒結(jié),一般在金屬復(fù)合材料和陶瓷材料的燒結(jié)制品中應(yīng)用。
五金結(jié)構(gòu)件-粉末冶金
金屬粉末射出成形是將細(xì)小、球狀的金屬粒子用各種不同的黏結(jié)劑混和并制造成小球的形狀成為射出料,再用射出成型機(jī)射出成型使用射出技術(shù)成形將金屬粉末,經(jīng)由射出機(jī)將其射入模具中成形,再將其冶金燒結(jié)成固體的技術(shù)成形后的生胚,需經(jīng)過脫脂的過程,把先前混入的黏結(jié)劑脫除,再經(jīng)燒結(jié),即得密度95%以上之高密度、高強(qiáng)度的產(chǎn)品簡而言之,即以塑料射出的方式去生產(chǎn)金屬制品 。20世紀(jì)80年代,美國倫賽爾理工學(xué)院開始開展MIM技術(shù)理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)的研究工作。
比常規(guī)粉末冶金工藝工序少,無切削或少切削經(jīng)濟(jì)效益高,克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低、不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件,MIM金屬粉末顆粒一般在0.5~20μm;理論上,顆粒越細(xì),比表面積也越大,易于成型和燒結(jié)傳統(tǒng)的粉末冶金則采用大于40μm的較粗的粉末,傳統(tǒng)壓鑄成形強(qiáng)度低、精密鑄造無法大量量產(chǎn)、車削件成本較高等技術(shù)缺點(diǎn) 。5倍,同時考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性,因此粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的。
什么情況下合采用MIM工藝
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(qiáng)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(jī)零件、電子密封件、切削工具及運(yùn)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(zhǔn)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,MIM在降低生產(chǎn)成本上極有優(yōu)勢;
2.
總需求量:模具費(fèi)和研發(fā)費(fèi)用對于低需求量的產(chǎn)品,分?jǐn)傁聛砗笫呛茈y以承受的。因此,當(dāng)產(chǎn)品的年需求量達(dá)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,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(zhǔn)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(yán)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,需要評估比較。
8.
組合:為了節(jié)省庫存與組裝費(fèi)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(diǎn)之間,用MIM可達(dá)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(jìn)到了幾乎沒有工藝可替代的領(lǐng)域。
粉末注射成型技術(shù)彎道超車
粉末注射成型適用不銹鋼,鐵基合金,磁性材料,鎢合金,硬質(zhì)合金,精細(xì)陶瓷等系列。所制備的零件廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、汽車業(yè)、兵工業(yè)、醫(yī)用器械、機(jī)械行業(yè)、日用品等領(lǐng)域。那么粉末注射成型和其他成形工藝特點(diǎn)的比較,哪個更具優(yōu)勢呢?
(一)與傳統(tǒng)粉末冶金工藝比較
粉末注射成型作為一種制造高質(zhì)量精密零件的近凈成形技術(shù),具有常規(guī)粉末冶金方法無法比擬的優(yōu)勢。與機(jī)加工工藝相比,粉末冶金齒輪的經(jīng)濟(jì)批量一般取決于零件的大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、產(chǎn)品要求精度以及其它性能要求。MIM能制造許多具有復(fù)雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表面,交叉通孔、盲孔,凹臺與鍵銷,加強(qiáng)筋板,表面滾花等等,具有以上特征的零件都是無法用常規(guī)粉末冶金方法得到的。
(二)與比精密鑄造比較
精密鑄造對于熔點(diǎn)相對較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維復(fù)雜形狀的零件。但對于難熔金屬和合金、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷等卻無能為力,這是精密鑄造的本質(zhì)所決定的。另外,對于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密鑄造是十分困難或不可行的。
(三)與機(jī)加工比較
傳統(tǒng)機(jī)械加工法,近來靠自動化而提升其加工能力,在效率和精度上有極大的進(jìn)步,但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削、刨、銑、磨、鉆孔、拋光等)完成零件形狀的方式。
機(jī)械加工方法的加工精度遠(yuǎn)優(yōu)于其他加工方法,但是因為材料的有效利用率低,且其形狀的完成受限于設(shè)備與刀具,有些零件無法用機(jī)械加工完成。相反的,粉末注射成型可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。電控系統(tǒng)有手動、自動電控系統(tǒng),由用戶任意選擇和要求,操作方便、可靠。對于小型、高難度形狀的精密零件的制造,粉末注射成型工藝比較機(jī)械加工而言,其成本較低且效率高,具有很強(qiáng)的競爭力。MIM技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無法制作的缺憾,并非與傳統(tǒng)加工方法競爭。粉末注射成型技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法無法制作的零件領(lǐng)域發(fā)揮其特長。