粉末冶金技術已成為生產**新材料主要的方法

如今，我國新能源汽車發(fā)展已經進入了快速成長期，開始進入個人消費時代，動力電池產業(yè)鏈規(guī)模也逐步擴大，但行業(yè)在快速成長，不可避免地會出現(xiàn)“重規(guī)模增長、輕技術創(chuàng)新”的現(xiàn)象。而要想打開電動汽車市場，需要動力電池及電池材料技術的突破及創(chuàng)新的引導。

粉末冶金技術是生產**新材料主要的方法，其中超導、高效能電池等其它新材料制備與應用技術是國家重點支持的高新技術領域之一。作為動力電池的四大關鍵材料之一，粉末冶金鉸鏈，正極材料及負極材料的技術創(chuàng)新，對我國動力電池的能量密度、安全性、充電時間等各項技術參數水平提升至關重要。

金屬注射成形（MIM）發(fā)展

金屬注射成形（metal Injection Molding，MIM）是一種適于生產小型、三維復雜形狀以及具有特殊性能要求制品的近凈成形工藝。

MIM是由傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成型技術融合發(fā)展而來，其基本工藝過程是：將各種微細金屬粉末（一般小于20μm）按一定的比例與預設粘結劑（各種熱塑性塑料，蠟及其他材料）均勻混合，制成具有流變特性的喂料，通過注射機注入模具型腔（或多模型腔）成型出零件毛坯，毛坯件經過脫除粘結劑和高溫燒結后，即可得到微觀組織均勻、材料高度致密的各種金屬零部件。

MIM的發(fā)展進程

20世紀70年代，美國學者Wiech首先開發(fā)出一種對金屬粉末進行注射成形的粉末冶金工藝。20世紀80年代，美國倫賽爾理工學院開始開展MIM技術理論基礎和應用基礎的研究工作。美國Injectamax公司和德國BASF公司將脫脂時間從數十小時縮短到幾個小時，而且保形性得到明顯改善，產品的尺寸精度從±0.5%提高到±0.3%。21世紀后，MIM工藝進一步得到改進，新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，產業(yè)化發(fā)展迅速。形狀復雜、尺寸較小及產量大，這些都是MIM的強項，使其在手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發(fā)動機零件、電子密封、切削工具及運動器材中找到大量應用。

一、陽極氧化

陽極氧化：主要是鋁的陽極氧化，是利用電化學原理，在鋁和鋁合金的表面生成一層Al2O3（氧化鋁）膜。這層氧化膜具有防護性、裝飾性、絕緣性、耐磨性等特殊特性。

工藝流程:

單色、漸變色：拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化→中和→染色→封孔→烘干

雙色：①拋光/噴砂/拉絲→除油→遮蔽→陽極氧化1→陽極氧化2 →封孔→烘干

②拋光/噴砂/拉絲→除油→陽極氧化1 →鐳雕→陽極氧化2 →封孔→烘干

技術特點:

1、提升強度，

2、實現(xiàn)除白色外任何顏色。

3、實現(xiàn)無鎳封孔，滿足歐、美等國家對無鎳的要求。

技術難點及改善關鍵點：

陽極氧化的良率水平關系到最終產品的成本，提升氧化良率的重點在于適合的氧化劑用量、適合的溫度及電流密度，這需要結構件廠商在生產過程中不斷探索，尋求突破。

二、電泳 ( ED)

電泳：用于不銹鋼、鋁合金等，可使產品呈現(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。

工藝流程：前處理→電泳→烘干

技術特點:

優(yōu)點：

1、顏色豐富；

2、無金屬質感，可配合噴砂、拋光、拉絲等；

3、液體環(huán)境中加工，可實現(xiàn)復雜結構的表面處理；

4、工藝成熟、可量產。

缺點：

掩蓋缺陷能力一般，壓鑄件做電泳對前處理要求較高。

三、微弧氧化 (MAO)

微弧氧化：在電解質溶液中（一般是弱堿性溶液）施加高電壓生成陶瓷化表面膜層的過程，該過程是物理放電與電化學氧化協(xié)同作用的結果。

工藝流程：前處理→ 熱水洗→ MAO → 烘干

技術特點：

優(yōu)點：

1、陶瓷質感，外觀暗啞，沒有高光產品，手感細膩，防指紋；

2、基材廣泛：Al，橋頭鎮(zhèn)粉末冶金， Ti， Zn， Zr，粉末冶金轉軸， Mg， Nb， 及其 合金等；

3、前處理簡單，產品耐腐蝕性、耐候性極佳，散熱性能佳。

缺點：

目前顏色受限制，只有黑色、灰色等較成熟，鮮艷顏色目前難以實現(xiàn)；成本主要受高耗電影響，是表面處理中成本高的其中之一。

四、豪克能技術

豪克能技術：利用沖擊能和激發(fā)能的復合能對金屬零件進行加工 ，從而獲得鏡面零件。

優(yōu)點：不需要任何化學物質，加工實現(xiàn)綠色無污染低能耗；可以適應多種金屬材質零部件的加工；同時有提高硬度耐磨性的優(yōu)點

五、電鍍 (Electroplating)

電鍍：是利用電解作用使金屬的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕，提高耐磨性、導電性、反光性及增進美觀等作用的一種技術。

工藝流程：

前處理→無青堿銅→無青白銅錫→鍍鉻

技術特點：

優(yōu)點：

1、鍍層光澤度高，高品質金屬外觀；

2、基材為SUS、Al、Zn、Mg等；成本相對PVD低。

缺點：

環(huán)境保護較差，環(huán)境污染風險較大。

六、粉末噴涂 (Powder coating)

粉末噴涂：是用噴粉設備（靜電噴塑機）把粉末涂料噴涂到工件的表面，在靜電作用下，粉末會均勻的吸附于工件表面，形成粉狀的涂層；粉狀涂層經過高溫烘烤流平固化，變成效果各異（粉末涂料的不同種類效果）的最終涂層。

工藝流程：

上件→靜電除塵→噴涂→低溫流平→烘烤

技術特點：

優(yōu)點：

1、顏色豐富，高光、啞光可選；

2、成本較低，適用于建筑家具產品和散熱片的外殼等；

3、利用率高，100%利用，環(huán)保；

4、遮蔽缺陷能力強；5、可仿木紋效果。

六、金屬拉絲

拉絲：是通過研磨產品在工件表面形成線紋，起到裝飾效果的一種表面處理手段。根據拉絲后紋路的不同可分為：直紋拉絲、亂紋拉絲、波紋、旋紋。

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。

七、噴砂

噴砂:是采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料高速噴射到需處理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化，獲得一定的清潔度和不同的粗糙度的一種工藝。

技術特點:

1、實現(xiàn)不同的反光或亞光。

2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的檔次。

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，粉末冶金廠家，使工件外表更美觀，好看。

八、拋光

拋光：利用柔性拋光工具和磨料顆粒或其他拋光介質對工件表面進行的修飾加工。

針對不同的拋光過程:粗拋(基礎拋光過程)，中拋(精加工過程)和精拋(上光過程)，選用合適的拋光輪可以達到很好拋光效果，同時提高拋光效率。

工藝流程：

技術特點：

提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，得到光滑表面或鏡面光澤，同時也可消除光澤。

九、蝕刻

蝕刻：通常所指蝕刻也稱光化學蝕刻，指通過曝光制版、顯影后，將要蝕刻區(qū)域的保護膜去除，在蝕刻時接觸化學溶液，達到溶解腐蝕的作用，形成凹凸或者鏤空成型的效果。

工藝流程：

曝光法：工程根據圖形開出備料尺寸-材料準備-材料清洗-烘干→貼膜或涂布→烘干→曝光→顯影→烘干-蝕刻→脫膜→OK

網印法：開料→清洗板材(不銹鋼其它金屬材料)→絲網印→蝕刻→脫膜→OK

技術特點:

優(yōu)點：

1、可進行金屬表面細微加工；

2、賦予金屬表面特殊的效果；

缺點：

蝕刻時采用的腐蝕液體（酸、堿等）大多對環(huán)境具有危害。

十、PVD真空鍍

物理氣相沉積（PVD）：是一種工業(yè)制造上的工藝，是主要利用物理過程來沉積薄膜的技術。

PVD原理示意圖

工藝流程:

PVD前清洗→進爐抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→鍍膜結束，冷卻出爐→后處理（拋光、AFP）

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