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熱處理四把火---金屬注射成型
金屬熱處理有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝,俗稱“四把火”。
一、第1把火——退火:
1、退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度,根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間,然后進(jìn)行緩慢冷卻,目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到 平衡狀態(tài),獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。
2、退火的目的:
①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力,防止工件變形、開裂。
②軟化工件以便進(jìn)行切削加工。
③細(xì)化晶粒,改善組織以提高工件的機(jī)械性能。
④為最終熱處理(淬火、回火)作好組織準(zhǔn)備。
二、第二把火——正火:
1、正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻,正火的效 果同退火相似,只是得到的組織更細(xì),常用于改善材料的切削性能,也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
2、正火的目的:
①可以消除鑄、鍛、焊件的過熱粗晶組織和魏氏組織,軋材中的帶狀組織;細(xì)化晶粒;并可作為淬火前的預(yù)先熱處理。
②可以消除網(wǎng)狀二次滲碳體,并使珠光體細(xì)化,不但改善機(jī)械性能,而且有利于以后的球化退火。
③可以消除晶界的游離滲碳體,以改善其深沖性能。
三、金屬熱處理的第三把火——淬火:
1、淬火是將工件加熱保溫后,在水、油或其它無機(jī)鹽、有機(jī)水 溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬,但同時變脆。
2、淬火的目的:
①、提高金屬成材或零件的機(jī)械性能。例如:提高工具、軸承等的硬度和耐磨性,提高彈簧的彈性極限,提高軸類零件的綜合機(jī)械性能等。
②、改善某些特殊鋼的材料性能或化學(xué)性能。如提高不銹鋼的耐蝕性,增加磁鋼的永磁性等。
四、金屬熱處理的第四把火——回火:
1、回火為了降低鋼件的脆性,將淬火后的鋼件在高于室溫而低于 710℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時間的保溫,再進(jìn)行冷卻,這種工藝稱為回火。
2、回火的目的:
①、減少內(nèi)應(yīng)力和降低脆性,淬火件存在著很大的應(yīng)力和脆性,如沒有及時回火往往會產(chǎn)生變形甚至開裂。
②、調(diào)整工件的機(jī)械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,為了滿足各種工件不同的性能要求,可以通過回火來調(diào)整,硬度,強(qiáng)度,塑性和韌性。
③、穩(wěn)定工件尺寸。通過回火可使金相組織趨十穩(wěn)定,以保證在以后的使用過程中不再發(fā)生變形。
④、改善某些合金鋼的切削性能。
MIN金屬注射成型
MIM(metal Injection Molding),中文名稱為金屬注射成型,是一種將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料,注射到模型里的成形方法。
簡單來說,MIM就是把金屬粉末和粘結(jié)劑均勻混合在一起,經(jīng)過加工就能做成各種形狀的金屬器件了。
這是一種具有很高技術(shù)含量的技術(shù),類似于現(xiàn)在熱門的3D打印。
從工藝流程來看,MIM要經(jīng)歷混料(專用喂料)、注射成形、脫脂、燒結(jié)、后處理等5個步驟。
混料,就是把金屬粉末和粘結(jié)劑,按9:1的比例均勻混合起來,大家可以想象我們用水和面時的感覺。
等到和出來的面夠勁道時,就可以甩面做面條了,注射成形的步驟也差不多。
混合物被加熱,注入模具,成形為毛坯。毛坯出來后,再將里面的粘結(jié)劑去除,這一過程就叫脫脂。
脫脂后再進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),使成品的強(qiáng)度上一個臺階,并擁有很好的力學(xué)性能。
燒結(jié)是MIM工藝中最核心的環(huán)節(jié),只要這一步處理得好了,那么整個MIM流程基本就大功告成了。
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經(jīng)過MIM制作出來的成品,密度高、精度高、表面光潔度也非常好,不信你摸一摸智能手表的底殼,質(zhì)感那是杠杠滴。
注射毛坯的加工裝配技術(shù)
脫脂前的注射坯雖然強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燒結(jié)后的金屬零件的強(qiáng)度,但仍具有一定的強(qiáng)度可以進(jìn)行加工修整。
加減材料的加工工藝均可實施,用來改變毛坯的尺寸和形狀??梢詫γ撝暗淖⑸渑鬟M(jìn)行澆口切除、分型線處理、鉆孔、倒角等去除材料的加工。
由于毛坯較軟,對刀具的磨損大大降低。毛坯強(qiáng)度較弱,容易損壞,需要較高的切削速度和低的進(jìn)給量來滿足最終的尺寸加工精度。
傳統(tǒng)的裝配工藝是將燒結(jié)后的零件連接起來,將脫脂前的注射毛坯零件組合成一體也是可行的。該組裝工藝目前有三種方法:一是將zui初的成型坯作為嵌件進(jìn)行第二次注射成型;二是多組分材料進(jìn)行復(fù)合成型;三是在脫脂前將單個的注射坯組裝成一體。
如果各個毛坯零件是由完全相同的注射材料注射成型,匹配的脫脂燒結(jié)收縮性能可以保證其很好地結(jié)合;若各個毛坯是由不同的注射料注射成型,必須采取措施防止開裂變形。
采用此項技術(shù)可以簡化模具結(jié)構(gòu),降低模具成本;成型形狀更加復(fù)雜、傳統(tǒng)工藝難以加工的零件;成型具有不同性能、功能要求的復(fù)合材料零件或節(jié)省貴重原材料。