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近年來,微系統(tǒng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速,同時(shí)也對(duì)應(yīng)用于微型工程中的三維微型復(fù)雜元器件的制造提出了更高的要求,希望微型器件在具備滿足使用要求性能的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)。微系統(tǒng)中主要的元器件包括微型模具、用于傳感器和jia速器上的微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、生物傳感器、微型流體元件、微型反應(yīng)器等。這些元器件形狀復(fù)雜、體積微小,采用現(xiàn)有的微型加工技術(shù)如微型切削、激光切削、硅刻蝕技術(shù)等,生產(chǎn)效率低,無法開展大規(guī)模生產(chǎn),而近年來在粉末注射成形基礎(chǔ)上發(fā)展起來的粉末微注射成形工藝為實(shí)現(xiàn)微型元器件規(guī)?;a(chǎn)提供了zui具潛力的制備技術(shù)。
粉末微注射成形技術(shù)是指針對(duì)尺寸小于1微米的零件在傳統(tǒng)粉末注射成形技術(shù)基礎(chǔ)上所開發(fā)的一種成形技術(shù),主要應(yīng)用于連續(xù)制造具有微觀結(jié)構(gòu)表面與微型結(jié)構(gòu)的零件,其基本工藝步驟與傳統(tǒng)的粉末注射成形基本相同,所制備零件的表面質(zhì)量與孔隙度可通過選擇原始粉末與適宜的燒結(jié)條件來控制。與傳統(tǒng)粉末注射成形不同的是,粉末微注射成形為了便于制造微小結(jié)構(gòu),所選擇的粉末平均粒徑一般小于1~2微米;其次,由于粉末比表面積增大,需要粘度較低但有足夠強(qiáng)度的粘結(jié)劑,以利于微注射成形并避免生坯件脫模時(shí)損壞。另外,為了防止變形、裂紋及氣泡的產(chǎn)生,微注射成形技術(shù)對(duì)脫脂和燒結(jié)的工藝條件更加苛刻。
目前,國(guó)際上開展該技術(shù)研究的主要國(guó)家有德國(guó)、日本、新加坡、美國(guó)和英國(guó)。其中,德國(guó)開展并取得了突出的成果。國(guó)內(nèi)的北京科技大學(xué)、中南大學(xué)以及大連理工大學(xué)也在該領(lǐng)域進(jìn)行了一系列研究工作。如北京科技大學(xué)研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適用于傳統(tǒng)注射成形機(jī)的粉末微注射成形用模具;并以羰ji鐵粉和鐵鎳合金粉為原料,在傳統(tǒng)注射成形機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)了粉末微注射成形齒頂圓直徑小于1毫米的微型齒輪。
4 超聲波拋光
將工件放入磨料懸浮液中并一起置于超聲波場(chǎng)中,依賴超聲波的振蕩作用.使磨料在工件外表磨削拋光。超聲波加工宏觀力小,不會(huì)引起工件變形,但工裝制作和安裝較艱難。
超聲波加工可以與化學(xué)或電化學(xué)方式結(jié)合。在溶液腐蝕、電解的根底上,不銹鋼粉末冶金,再施加超聲波振動(dòng)攪拌溶液,使工件外表溶解產(chǎn)物脫離,外表左近的腐蝕或電解質(zhì)平均;超聲波在液體中的空化作用還可以克制腐蝕過程,利于外表光明化。
5流體拋光
流體拋光是依賴高速流動(dòng)的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件外表到達(dá)拋光的目標(biāo)。常用方式有:磨料加工、液體加工、流體動(dòng)力研磨等。流體動(dòng)力研磨是由液壓驅(qū)動(dòng),使攜帶磨粒的液體介質(zhì)高速往復(fù)流過工件外表。
介質(zhì)重要采取在較低壓力流過性好的特別化合物(聚合物狀物質(zhì))并摻上磨料制成,磨料可采取碳化硅粉末。
6磁研磨拋光
磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場(chǎng)作用下形成磨料刷,對(duì)工件磨削加工,這種方式加工效率高,質(zhì)量好,加工條件容易控制,工作條件好。
單一化學(xué)成分材料制成的零件很難滿足現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)零件功能復(fù)合集成化的各種特殊要求,一個(gè)零件的不同部位采用不同材料制造,滿足不同功能要求是現(xiàn)代零件制造的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
塑料工業(yè)中廣泛應(yīng)用的雙色(多色)注射成型技術(shù)引入金屬的注射成型領(lǐng)域,使得批量化高效治區(qū)精密復(fù)雜金屬或陶瓷復(fù)合材料成為可能。
復(fù)合注射成型技術(shù)的原理是一臺(tái)注射機(jī)同時(shí)裝有兩套或多套料筒,每套料筒中的注射料各部相同。多腔模具定模可以圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),在每個(gè)位置是不同型腔同時(shí)注入不同的注射料。zui初的注射坯留在最里邊,MIM粉末冶金,冷卻后開模,但并不馬上脫模。定模旋轉(zhuǎn)到一定角度后,定模合模,高埗鎮(zhèn)粉末冶金,整個(gè)型腔相對(duì)于di一次注射坯料向外擴(kuò)張,粉末冶金件,隨后進(jìn)行第二次不同注射料的注射成型。每個(gè)零件經(jīng)過多次注射而成,最后脫模頂出。
多組分材料復(fù)合注射成型技術(shù)的引入,可以滿足單體零件功能、性能集成復(fù)合化及節(jié)省貴重原材料、降低成本的要求。
復(fù)合技術(shù)在許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,例如鋼-硬質(zhì)合金或陶瓷切削刀具、沉淀硬化不銹鋼-鐵鋁合金噴油嘴、磁性與非磁性電子元件等已經(jīng)獲得成功應(yīng)用。
企業(yè): 深圳市聚鑫金屬粉末冶金有限公司
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