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深圳市友利勝精密機械有限公司
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粉末冶金的形成

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粉末注射成形(Powder Injection Molding,PIM)由金屬粉末注射成形(Metal Injection Molding,MIM)與陶瓷粉末注射成形(Ceramics Injection Molding,CIM)兩部分組成,它是一種新的金屬、陶瓷零部件制備技術,它是將塑料注射成形技術引入到粉末冶金領域而形成的一種全新的零部件加工技術。 MIM的基本工藝步驟是:首先選取符合MIM要求的金屬粉末和黏結劑,然后在一定溫度下采用適當的方法將粉末和黏結劑混合成均勻的喂料,經制粒后再注射成形,獲得成形坯(Green Part),再經過脫脂處理后燒結致密化成為最終成品(White Part)。
粉末注射成形技術的特點:
粉末注射成形能像生產塑料制品一樣,一次成形生產形狀復雜的金屬、陶瓷零部件。該工藝技術利用注射方法,保證物料充滿模具型腔,也就保證了零件高復雜結構的實現。以往在傳統加工技術中,對于復雜的零件,通常是先分別制作出單個零件,然后再組裝;而在使用PIM技術時,可以考慮整合成完整的單一零件,這樣大大減少了生產步驟,簡化了加工程序。
1、與傳統的機械加工、精密鑄造相比,制品內部組織結構更均勻;與傳統粉末冶金壓制∕燒結相比,產品性能更優異,產品尺寸精度高,表面光潔度好,不必進行再加工或只需少量精加工。金屬注射成形工藝可直接成形薄壁結構件,制品形狀已能接近或達到最終產品要求,零件尺寸公差一般保持在±0.10%~±0.30%水平,特別對于降低難以進行機械加工的硬質合金的加工成本、減少貴重金屬的加工損失尤其具有重要意義。
2、零部件幾何形狀的自由度高,制件各部分密度均勻、尺寸精度高,適于制造幾何形狀復雜、精度密高及具有特殊要求的小型零件(0.2~200g)。
3、合金化靈活性好,對于過硬、過脆、難以切削的材料或原料鑄造時有偏析或污染的零件,可降低制造成本。
4、產品質量穩定、性能可靠,制品的相對密度可達95%~100%,可進行滲碳、淬火、回火等熱處理。
5、適用材料范圍寬,應用領域廣,原材料利用率高,生產自動化程度高,工序簡單,可連續大批量規模化生產。生產過程無污染,為清潔工藝生產。MIM技術使用的模具,其壽命與塑料注射成形模具相似。由于使用金屬模具,MIM適于零件的大批量生產;由于利用注射機成形產品毛坯,極大地提高了生產效率,降低了成本,而且注射成形產品一致性好、重復性好,從而為大批量和規模化工業生產提供了保證,再者一模多腔可進一步提高效率和降低毛坯的成形成本。
6、制品微觀組織均勻,密度高,產品強度、硬度、伸長率等力學性能高,耐磨性好,耐疲勞,組織均勻,性能好。在粉末冶金壓制過程中,由于模壁與粉末以及粉末與粉末之間的摩擦力,使得壓制壓力分布不均勻,也就導致了壓制毛坯在微觀組織的不均勻、材料致密性差、密度低,嚴重影響了產品的力學性能;而MIM是一種流體成形工藝,粘結劑的存在保證了粉末均勻排布,從而可消除毛坯微觀組織的不均勻,進而使燒結制品密度接近材料的理論密度,從而使強度增加、韌性加強,延展性、導電性、導熱性得到改善,綜合性能提高。能像生產塑料制品一樣,一次成形生產形狀復雜的金屬、陶瓷等零部件,產品成本低,光潔度好,表面粗糙度可達到Ra 0.80~1.6μm,精度高,一般無需后續加工。

MIM技術的特色:

與傳統工藝相比,MIM技術具有精度高、組織均勻、性能優異、生產成本低等特點,其產品廣泛應用于電子信息工程、生物醫療器械、辦公設備、汽車、機械、五金、體育器械、鐘表業、兵器及航空航天等工業領域。下圖1與下表1、表2所示為MIM和其他金屬加工方法的比較,其中圖1表明了各種加工方法與零部件產量和復雜程度的關系。

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