金屬注射成形用不銹鋼粉的生產工藝

金屬注射成形技術由陶瓷零件的粉末注射成形技術發(fā)展而來，是一種新型的粉末冶金近凈成形技術。金屬注射成形技術技術的主要生產步驟如下：金屬粉末與粘結劑混合——制?！⑸涑尚巍撝獰Y——后續(xù)處理——最終產品該技術適用于大批量生產性能高、形狀復雜的小尺寸的粉末冶金零部件，如瑞士的手表業(yè)用來生產手表零件。      近幾十年來，MIM技術發(fā)展勢頭迅猛，能應用的材料體系包括：Fe-Ni合金、不銹鋼、工具鋼、高比重合金、硬質合金、鈦合金、鎳基超合金、金屬間化合物、氧化鋁、氧化鋯等。金屬注射成形技術要求粉末粒度為微米級以下，形狀近球形。此外對粉末的松裝密度、搖實密度、粉末長徑比、自然坡度角、粒度分布也有一定的要求。目前生產金屬注射成形技術用粉末的主要方法有：水霧化法、氣體霧化法、羰基法。常用的不銹鋼金屬的粉末牌號有：304L，316L， 317L，410L，430L，434L，440A，440C，17-4PH等。

     對于水霧化法其制作流程為：

     選用不銹鋼原料——中頻感應爐內熔化——成份調整——脫氧除渣——霧化制粉——質量檢測——篩分——包裝入庫主要用到的設備有：中頻感應熔爐、高壓水泵、全封閉式制粉裝置、循環(huán)水水池、篩分和包裝設備、檢測儀器等。

    對于氣霧化法其制作流程為：

    選用不銹鋼原料——中頻感應爐內熔化——成份調整——脫氧除渣——霧化制粉——質量檢測——篩分——包裝入庫主要用到的設備有：中頻感應熔爐、氮氣源和霧化裝置、循環(huán)水水池、篩分和包裝設備、檢測儀器等。

每種方法各有其優(yōu)缺點：水霧化法是主要的制粉工藝，其效率高、大規(guī)模生產比較經濟，可使粉末細微化，但形狀不規(guī)則，這有利于保形，寶安區(qū)粉末冶金，但所用粘結劑較多，影響精度。此外，水與金屬高溫反應形成的氧化膜妨礙燒結。氣體霧化法是生產金屬注射成形技術用粉的主要方法，它生產的粉末為球形，氧化程度低，所需粘結劑少，成形性好，粉末冶金轉軸，但極細粉收率低，價格高，保形性差，且粘結劑中的C，N，H，O對燒結體有影響。羰基法生產的粉末純度高、開頭穩(wěn)定、粒度極細，它最適合于 MIM，但**于Fe，Ni等粉體，不能滿足品種的要求。為了滿足金屬注射成形技術用粉的要求，許多制粉公司對上述方法進行了改進，還發(fā)展了微霧化、層流霧化等制粉方法。現(xiàn)在通常是水霧化粉和氣霧化粉混合使用，前者提高振實密度后者維持保形性。目前采用水霧化粉也可生產相對密度大于99%的燒結體，因此較大型零件只使用水霧化粉，較小型零件使用氣霧化粉

選擇MIM技術的主要準則

日本、美國及歐洲的金屬注射成形協(xié)會聯(lián)合發(fā)布ISO標準-ISO22068燒結金屬注射成形材料規(guī)范，意在于為設計與材料工程師提供用MIM工藝制造的零件規(guī)定的材料所需要的資料。關于選擇MIM工藝準則，確定有下列一些主要事項需要考慮：

☆質量/大量

對于在切削加工或磨削加工中材料損耗大的零件，MIM在降低生產成本上極有效。

☆數(shù)量

模具與創(chuàng)建費用對于低產量是難以承受的。因此，當年產量超過20000件時，對于MIM合適。

☆材料

對于像鈦、不銹鋼及鎳合金之類難切削加工的材料設計的零件，MIM最有吸引力。

☆復雜性

MIM工藝適合制造幾何形狀復雜的以及在切削加工中需要轉換位置的多軸零件。

☆使用性能

如果使用性能很重要，則MIM的高密度形成的性能經常都有競爭力。

☆表面粗糙度

表面粗糙度反應了粉末顆粒的大小，然而不像其他競爭的工藝，可控的織構可能對成本沒有什么影響。

☆公差

如果要求的公差緊密時，由于需要后續(xù)加工，MIM的成本趨向于增加，燒結件的公差大概在±0.3%。

☆組合

為了節(jié)省庫存與組裝費用，當講多個零件團結為一個零件時，可以受益。

☆缺陷

必須使MIM固有的缺陷處于非關鍵位置，或制造成形后除去例如澆口印跡、提模桿標記或接合線等。

☆新型組合材料

MIM可制造出用傳統(tǒng)工藝難以制造的新型組合材料，例如疊片的、兩種材料結構的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。

優(yōu)點

1.高耐熱性：達克羅可以耐高溫腐蝕，耐熱溫度可達300℃以上。而傳統(tǒng)的鍍鋅工藝，粉末冶金鉸鏈，溫度達到100℃時就已經起皮報廢了。

2.很好的耐蝕性能：達克羅膜層的厚度僅為4-8μm，但其防銹效果卻是傳統(tǒng)電鍍鋅、熱鍍鋅或涂料涂覆法的7-10倍以上。采用達克羅工藝處理的標準件、管接件經耐鹽霧試驗1200h以上未出現(xiàn)紅銹。

3.良好的滲透性：由于靜電*效應，工件的深孔、狹縫，管件的內壁等部位難以電鍍上鋅，因此工件的上述部位無法采用電鍍的方法進行保護。達克羅則可以進入工件的這些部位形成達克羅涂層。

4.無氫脆性：達克羅的處理工藝決定了達克羅沒有氫脆現(xiàn)象，所以達克羅非常適合受力件的涂覆。5.結合力及再涂性能好：達克羅涂層與金屬基體有良好的結合力，而且與其他附加涂層有強烈的粘著性，處理后的零件易于噴涂著色，與有機涂層的結合力甚至超過了磷化膜。

缺點1.達克羅的燒結溫度較高、時間較長，能耗大。

2.達克羅涂層的導電性能不是太好，因此不宜用于導電連接的零件，如電器的接地螺栓等。

3.達克羅中含有對環(huán)境和人體有害的鉻離子，粉末冶金表扣，尤其是六價鉻離子具有致癌作用。

4.達克羅涂層的表面顏色單一，只有銀白色和銀灰色，不適合汽車發(fā)展個性化的需要。不過，可以通過后處理或復合涂層獲得不同的顏色，以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。

5.達克羅的表面硬度不高、耐磨性不好，而且達克羅涂層的制品不適合與銅、鎂、鎳和不銹鋼的零部件接觸與連接，因為它們會產生接觸性腐蝕，影響制品表面質量及防腐性能。

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