MIM金屬注射成型工藝

MIM工藝介紹與對比

一、MIM概念及工藝流程

金屬粉末注射成形是傳統(tǒng)粉末冶金技術與塑料注射成形技術相結合的高新技術，是小型復雜零部件成形工藝的一場革命。⑤馬氏體：鋼加熱到一定溫度（形成奧氏體）后經迅速冷卻（淬火），得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織，常用M表示,馬氏體是體心正方結構。它將適用的技術粉末與粘合劑均勻混合成具有流變性的喂料，在注射機上注射成形，獲得的毛坯經脫脂處理后燒結致密化為成品，必要時還可以進行后處理

生產工藝流程如下

配料→混煉→造?！⑸涑尚巍瘜W萃取→高溫脫粘→燒結→后處理→成品

二、MIM技術特點

金屬粉末注射成形結合了粉末冶金與塑料注射成形兩大技術的優(yōu)點，突破了傳統(tǒng)金屬粉末模壓成形工藝在產品形狀上的限制，同時利用塑料注射成形技術能大批量、高效率生產具有復雜形狀的零件：如各種外部切槽、外螺紋、錐形外表面、交叉通孔、盲孔、凹臺、鍵銷、加強筋板，表面滾花等

·MIM技術的優(yōu)點

a.直接成形幾何形狀復雜的零件，通常重量0.1~200g

b.表面光潔度好、精度高，典型公差為±0.05mm

c.合金化靈活性好，材料適用范圍廣，制品致密度達95%~99%，內部組織均勻，無內應力和偏析

d.生產自動化程度高，無污染，可實現(xiàn)連續(xù)大批量清潔生產

MIM產品典型應用領域

航空航天業(yè)：機翼鉸鏈、火箭噴嘴、渦輪葉片芯子等

汽車業(yè)：安全氣囊組件、點火控制鎖部件、渦輪增壓器轉子、座椅部件、剎車裝置部件等

電子業(yè)：磁盤驅動器部件、電纜連接器、電子封裝件、手機振子、計算機打印頭等

日用品：表殼、表帶、表扣、高爾夫球頭和球座、縫紉機零件、電動玩具零件等

機械行業(yè)：異形銑刀、切削工具、電動工具部件、微型齒輪、鉸鏈等

醫(yī)學行業(yè)：牙矯形架、剪刀、鑷子、手術刀等

六、適合材質

不銹鋼 Fe合金 Fe-Ni-Co 合金鎢 鈦合金 工具鋼 高速鋼 硬質合金 氧化鋁 氧化鋯

金屬注射成型

金屬粉末射出成形是將細小、球狀的金屬粒子用各種不同的黏結劑混和并制造成小球的形狀成為射出料，再用射出成型機射出成型使用射出技術成形將金屬粉末，經由射出機將其射入模具中成形，再將其冶金燒結成固體的技術成形后的生胚，需經過脫脂的過程，把先前混入的黏結劑脫除，再經燒結，即得密度95%以上之高密度、高強度的產品簡而言之，即以塑料射出的方式去生產金屬制品 。③珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物叫做珠光體，常用P表示。

金屬粉末充模模擬機理和顆粒模擬的使用

對于多相填充流，人們發(fā)現(xiàn)可以因為剪切力作用，或是顆粒間的相互作用而形成些獨特的結構。特性使得這一現(xiàn)象尤為突出。3、清楚前處理時遺留的殘污，提高工件的光潔度，能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，好看。這就帶來了一些問題，比如：流體是否均勻，流體是否是多相的且每個組分是否都起著獨立的作用來影響整個流體的流動性。通過觀察流道橫截面上的流體可以發(fā)現(xiàn)許多有趣的現(xiàn)象。和中顯示的是橫截面的放大圖，顯示出了相的分離以及年輪一樣的結構。上面圖片中的白色條紋是相分離的一種表征，那里是一些粘結劑中的低熔點組分。在這樣的地方很容易產生裂紋。這種結構明顯表明流體是多相的，甚至可能是類固體的。所以實際上的MIM喂料熔體是非均質的流體，其運動方式和均質流體存在著差異。

　　在粉末-粘結劑兩相體系中，粉末顆粒和粘結劑之間存在著強烈的相互作用，因此顆粒附近粘結劑的運動將受到一定的限制。金屬粉末冶金是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結制成金屬或合金零部件的技術。在這個模型里，將具有不規(guī)則形狀的粉末簡化為規(guī)則球形的顆粒，每個顆粒周圍包覆著一層粘結劑，這層粘結劑隨顆粒一起運動，即將其看成一個復合單元。粘結劑的厚度假定是常數(shù)，以此確保系統(tǒng)質量的恒定。盡管這些復合單元的周圍還有自由粘結劑的存在，且其粘性制約了粉末顆粒的運動，還是可將復合單元看成是不受外圍粘結劑介質的影響。

　　修正顆粒模型顆粒模型較為充分地考慮了MIM喂料的獨特性，可以描述粉末的運動情況，因此這個模型在簡單計算每個粉末顆粒的實際運動情況方面較為精準，但對于實際的三維問題，顆粒模型的微觀分析需要大量的單元，且容易造成計算的發(fā)散。說到喂料生產就不得不提混煉，混煉是喂料生產的第1步，它是使金屬粉末表面包覆一層粘結劑，使得金屬粉末和粘結劑組成均勻一致混合料的過程。很難將其應用到諸如粉末等微細粉末的分析。所以必須對已有的顆粒模型進行一定的修正。展示了通過這種顆粒模型模擬出來的MIM喂料充模的情況。從中可以較清楚地看出密度分布的不均勻性。

　　結論由于MIM喂料在模腔中的流動可以看成是固-液兩相流動，所以采用傳統(tǒng)的連續(xù)介質模型來進行流動模擬存在較大的偏差。發(fā)黑時所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯的表面，只是所需時間有些長短而已。很多研究表明，MIM喂料在充模過程中將發(fā)生粉末和粘結劑分離的現(xiàn)象。通過這種方法可以直接考察粉末特性（粒度、粒徑分布、密度和形狀等）對流動過程的影響。從而可以監(jiān)視流動過程中粉末的運動、聚集以及密度變化分布情況和兩相分離等特殊現(xiàn)象。為了簡化三維問題中的計算，還在基于修正顆粒流體動力學的基礎上對該模型進行了修正。