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金屬注射成型產品燒結出來后,因為各種原因,表面的光潔度相對比較粗糙,并有輕微的毛刺,并可能有細小的不銹鋼粉粒黏著在產品表面。為了達到表面光潔度(有的產品甚至要求達到鏡面效果,如蘋果的Logo產品)和去毛刺的要求,往往都會增加研磨、拋光、噴砂等表面處理工藝。
1. 機械拋光
機械拋光是靠切削、材料外表塑性變形去掉被拋光后的凸部而得到平滑面的拋光方式,一般運用油石條、羊毛輪、砂紙等,粉末冶金廠,以手工操作為主,特別零件如回轉 體外表,可運用轉臺等輔佐工具,外表質量要求高的可采取超精研拋的方式。
2.化學拋光
其長處是加工設備投資少,龐雜件能拋,粉末冶金件,速度快,防腐性好。,效率高, 其缺陷是光明度差,黃江鎮(zhèn)粉末冶金,有氣體溢出,須要通風設備,加溫艱難。適宜加工小批量龐雜件及小零件光明度要求不高的產品。
化學拋光是讓材料在化學介質中外表宏觀凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解,從而得到平滑面。這種方式的重要長處是不需龐雜設備,可以拋光外形龐雜的工件,可以同時拋光很多工件,效率高?;瘜W拋光的核心問題是拋光液的配制?;瘜W拋光得到的外表毛糙度一般為數10μm。
其長處是鏡面光澤維持長,工藝穩(wěn)固,污染少,本錢低,防腐性好。其缺陷是防污染性高,加工設備一次性投資大,龐雜件要工裝、輔佐電極,大批生產還須要降溫設備。適宜批量生產,重要應用于出口產品,有公差產品,其加工工藝穩(wěn)固,操作上也相對簡略。
電解拋光根底原理與化學拋光雷同,即靠選擇性的溶解材料外表渺小凸出部分,使外表光滑。與化學拋光相比,可以清除陰極反映的影響,效果較好。
電化學拋光過程分為兩步:
(1)宏觀整平 溶解產物向電解液中分散,材料外表幾何毛糙下降,Ra>1μm。
(2)微光平坦陽極極化,外表光明度提高,Ra<1μm。
LIGA工藝制造塑料消失模具有兩種方法:
一種工藝是用模具成型PMMA塑料模芯,將PMMA塑料模芯嵌入模架直接進行金屬注射成型,PMMA塑料模芯與MIM零件毛坯整體從模架中脫出,MIM零件毛坯留在塑料模芯中直接脫脂、燒結,這成為一步Fu制工藝。
另一種工藝是利用電鑄工藝在PMMA塑料件表面沉積一層金屬鎳,而后將PMMA塑料與鎳殼剝離,再將鎳殼嵌入模架制程金屬模具成型MIM零件毛坯。這成為兩步fu制工藝。
一步fu制工藝成型的零件精度較高,并且解決了零件的脫模及后續(xù)操作等困難,但成本較高;兩步fu制工藝成型的零件精度有所降低,適合批量生產,但存在零件的脫模及后續(xù)操作困難。
在金屬注射成形工藝中,燒結是一個非常關鍵的環(huán)節(jié),它是將脫脂后的多孔坯件進行致密化的過程。燒結過程中溫度和時間的把握直接影響到最終成品的性能,在該工藝中,名副其實需要掌握好火候的就是這個環(huán)節(jié)。脫脂后的坯件在進行燒結時粉末在低于其主要組成成分的溫度下通過原子前一來完成粉末顆粒間的聯結,減少顆粒間的空隙,從而達到致密化的目的。在MIM工藝中,致密化后的坯件還是會具有人們事先設計好的與注射模具相符的形狀,只是經過燒結變得具有了一定強度和性能,精密粉末冶金,可以承受一定的外力,不會像剛脫完脂的坯件那樣多孔易碎。
曾經有人從兩個方面總結MIM燒結的特點,從宏觀來看,坯件整體的氣孔率下降、坯件的致密度提高,從微觀來看,粉末顆粒的原子發(fā)生里質點轉移,使粉末不需要粘結劑的作用便可產生顆粒間的粘結來保持一定的形狀和性能。
燒結的原理就是在一定的溫度下,利用熱的力量刺激粉末的原子使其發(fā)生物理位置的遷移,將粉體狀的坯件變成顆粒聯結緊密的塊狀的坯件。由此可以看出溫度對于燒結的重要性,從理論上來講,溫度越高,燒結過程中產生的原子遷移運動越迅速,從一個位置到另一個位置的原子的量也就越多,燒結過程也就進行得越快。
在實際的生產應用中,人們會經常提到兩個詞:固相燒結和液相燒結,其實這沒有什么費解的,關于二者的區(qū)別,簡單一點說就是根據燒結溫度不同,固相燒結就是燒結溫度低于所有組成成分的熔點,而液相燒結則是燒結溫度低于主要組成成分的熔點。同時這兩種燒結方法又有一個共同點:都是不施加外部壓力的情況下進行的。
因此,固相燒結和液相燒結又被成為無壓燒結,這主要是相對于熱壓、熱鍛、熱等靜壓等加壓燒結方法而言的。在MIM工藝中一般都是采用無壓燒結的方法進行坯件的燒結。
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