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影響MIM不銹鋼喂料的流動性的三大因素
金屬注射成形工藝(簡稱MIM)是將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑經(jīng)過混煉、造粒成混合料顆粒,再通過注射成形的方式制造成特定性狀制品的方法,特別適合于小型、復(fù)雜精密金屬零件的制造,也得到了相當(dāng)所的精密零件制造商的認(rèn)可和使用,在當(dāng)今金屬制品成形領(lǐng)域占有重要地位。MIM技術(shù)是目前金屬零部件成型最科學(xué)的精凈成型技術(shù),其特點(diǎn)在于成本低,性能優(yōu)異,可根據(jù)不同需求靈活調(diào)整各項(xiàng)性能指數(shù),應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。
該工藝需要事先準(zhǔn)備好注射料,也就是常說的MIM喂料,且對喂料的流變性有著比較苛刻的要求。并可通過PLC實(shí)時(shí)控制及記錄生產(chǎn)中的溫度、時(shí)間、粘度等相關(guān)數(shù)據(jù)。MIM當(dāng)前常用的兩種喂料是鐵基喂料(如Fe2Ni,F(xiàn)e8Ni)和不銹鋼喂料(如SUS316L,SUS630即17-4,SUS304等),隨著近年來不銹鋼制品的需求越來越大,關(guān)于不銹鋼喂料的研究也迅速升溫。
喂料的特性,直接影響后續(xù)所有工藝的參數(shù)以及成品的品質(zhì)特性。今天小編就已常用的不銹鋼為例為例,和大家一起來看一下生產(chǎn)工藝參數(shù)中影響不銹鋼喂料流動性的三大因素。
一, 粉末裝載量。粉末裝載量是一個(gè)比值,指的是粉末體積占喂料總體積的百分?jǐn)?shù)。粉末裝載量越大,說明喂料中粉末所占的比重越大,此時(shí)喂料的粘度增大,流變性相應(yīng)變差;當(dāng)粉末裝載量變小時(shí),粘結(jié)劑所占比重相應(yīng)變大,此時(shí)喂料的粘度減小,流動性轉(zhuǎn)好。以上是粉末冶金齒輪一些缺點(diǎn),不過凡事有利就有弊,相信隨著時(shí)代的快速發(fā)展,粉末冶金齒輪的不足點(diǎn)也會慢慢的得到改善。但也不是粘結(jié)劑越多越好。還要考慮粘結(jié)劑的量對后續(xù)其他工藝的影響。
二, 剪切速率。在注射成形過程中,不銹鋼喂料在高的剪切速率下而流動,所以喂料受到高剪切力發(fā)熱,發(fā)熱之后粘度降低,因此流動性強(qiáng);反之當(dāng)喂料在低的剪切速率下流動,受到較低的剪切力發(fā)熱較慢,粘度不會明顯降低,流動性也相應(yīng)比較差。
三, 溫度。產(chǎn)品復(fù)雜性:MIM工藝最適合制造幾何形狀復(fù)雜的、在切削加工中需要變換很多次加工工位的多軸零件、多基準(zhǔn)零件。這里主要指的是注射成形時(shí)的注射溫度以及進(jìn)入模腔后的溫度。溫度的影響對于不銹鋼喂料來講是個(gè)加熱的過程,溫度通過對著喂料粘度的影響而影響其流動性,當(dāng)溫度升高時(shí),喂料的粘度會變小,相應(yīng)的流動性變強(qiáng),當(dāng)溫度降低時(shí),喂料粘度變大,流動性也會比較差
噴砂機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理
噴砂機(jī)的應(yīng)用范圍很廣。同時(shí)對MIM產(chǎn)品來講,不銹鋼噴砂工藝使用的最廣的一種表面處理的工藝。下面,我們就來詳細(xì)介紹一下,噴砂機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理、以及噴砂機(jī)的類別。
一、噴砂機(jī)介紹
噴砂機(jī)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被需處理工件表面,使工件表面的外表面的機(jī)械性能發(fā)生變化的一種機(jī)器。
二、噴砂機(jī)分類結(jié)構(gòu)
1) 吸入式干噴砂機(jī)
A.一般組成
一個(gè)完整的吸入式干噴砂機(jī)一般由六個(gè)系統(tǒng)組成即結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、介質(zhì)動力系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和介質(zhì)系統(tǒng)。
B.工作原理
吸入式干噴砂機(jī)是以壓縮空氣為動力通過氣流的高速運(yùn)動在噴槍內(nèi)形成的負(fù)壓將磨料通過輸砂管吸入噴槍并經(jīng)噴嘴射出噴射到被加工表面,達(dá)到預(yù)期的加工目的在吸入式干噴砂機(jī)中,壓縮空氣既是供料動力又是射流的加速動力。
2)壓入式干噴砂機(jī)
對于壓入式干噴砂機(jī)我們重點(diǎn)介紹壓入式噴砂工作單元,即由壓力罐和噴槍組成的基本工作單元。
一個(gè)完整的壓入式干噴砂機(jī)工作單元一般由四個(gè)系統(tǒng)組成,即壓力罐、介質(zhì)動力系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。
壓入式干噴砂機(jī)是以壓縮空氣為動力,通過壓縮空氣在壓力罐內(nèi)建立的工作壓力,將磨料通過出砂閥壓入輸砂管并經(jīng)噴嘴射出,噴射到被加工表面達(dá)到預(yù)期的加工目。在壓入式干噴砂機(jī)中,壓縮空氣既是供料動力又是射流的加速動力。
粉末冶金在零部件制造業(yè)地位不可取代
近幾年來,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,帶動了一些零部件生產(chǎn)廠家的發(fā)展,粉末冶金是一項(xiàng)將材料和零件成形集于一體,不僅節(jié)能高效還能減少污染,節(jié)省材料,已經(jīng)是現(xiàn)代工藝先進(jìn)的制造技術(shù)。液壓系統(tǒng)由一臺液壓站來操縱兩只小油缸和兩個(gè)大油缸,來完成啟閉大蓋、翻動攪拌缸功能。粉末冶金在零件制造業(yè)中具有不可替代的地位和作用,已經(jīng)成為零部件生產(chǎn)發(fā)展的前沿。
對于粉末冶金的材料的生產(chǎn)提出來了更高的要求,粉末冶金制品在一定的條件下逐漸的發(fā)展成熟,在冶金方法上由于粉末冶金具有制備工藝,結(jié)構(gòu)組成等方面的獨(dú)特優(yōu)越性,可以生產(chǎn)制造出良好的材料,此類材料在特殊應(yīng)用中發(fā)揮非常大的作用,有著廣闊的應(yīng)用前景。工藝流程:技術(shù)特點(diǎn):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(shí)也可消除光澤。粉末冶金制品一般用于制造高強(qiáng)度耐磨性強(qiáng)的零部件,在機(jī)械、電器,設(shè)備等有很大的用途,在汽車、機(jī)電、農(nóng)機(jī)、電機(jī)中也有非常廣泛的用途。
隨著社會的日益發(fā)展,各個(gè)行業(yè)都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,而推動行業(yè)發(fā)展巨大的助力則來源于高科技的大力支持。缺陷:必須使MIM固有的缺陷處于非關(guān)鍵位置,或制造成型后可以除去,例如澆口印跡,頂針印跡或結(jié)合線。例如,粉末冶金制品,雖然粉末冶金行業(yè)在市場上具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑧?yīng)用領(lǐng)域也極其廣闊,但是這些因素并不能表示粉末冶金制品可以在競爭日漸加劇的生存環(huán)境中發(fā)展,在眾多粉末冶金制品中,只有擁有先進(jìn)的技術(shù),優(yōu)質(zhì)的服務(wù),才能牢牢的抓住用戶的眼球,成為最受市場歡迎的一款粉末冶金制品。
粉末冶金是一門重要的零件成形技術(shù),采用粉末冶金技術(shù)新型工藝的不斷出現(xiàn),必將促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)發(fā)展,也將為未來零部件的生產(chǎn)帶來光明的道路
金屬粉末增塑擠壓成型與注射成形工藝比較
粉末冶金技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)有了不少的分支和不同的工藝,在這其中zui具有代表性的兩種工藝非增塑擠壓成型和注射成形莫屬了,雖然同屬于粉末冶金,但是它們又有很多不同,今天就讓小編帶大家一起來了解一下吧。
先來看看金屬粉末增塑擠壓成形工藝,這是一種在金屬粉末包套擠壓等工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,可以在較低的溫度下對具有優(yōu)良流動性的銅、鎢、硬質(zhì)合金、高熔點(diǎn)金屬間化合物以及陶瓷材料進(jìn)行擠壓成形的新工藝。實(shí)際操作中,需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量,以及發(fā)黑后的鈍化浸油。目前該工藝已經(jīng)有了專用的連續(xù)擠壓設(shè)備。該工藝過程使用的物料是添加了一定量增速劑的具有優(yōu)良流動性的金屬粉末。利用該工藝生產(chǎn)的坯件,在經(jīng)過干燥、燒結(jié)之后就可以成為最終成品了。
再來看一下另外一種新型的金屬零部件成形工藝—金屬注射成形。20世紀(jì)80年代,美國倫賽爾理工學(xué)院開始開展MIM技術(shù)理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)的研究工作。它是將傳統(tǒng)的粉末冶金和現(xiàn)代塑料注塑技術(shù)相結(jié)合并依托于粘結(jié)劑配方研發(fā)和喂料生產(chǎn)技術(shù)的一種近凈成形工藝。它是一種發(fā)展歷史久遠(yuǎn)但發(fā)展速度緩慢的成形工藝,該工藝的基本流程就是將金屬粉末和粘結(jié)劑的混合物在一定的溫度和壓力條件xia注入特定的模腔中得到接近最終產(chǎn)品尺寸和形狀的坯件,再對坯件進(jìn)行脫粘、燒結(jié)得到具備一定機(jī)械性能的最終成品的過程。
通過以上的描述可以看出,粉末增塑擠壓成形與注射成形有很多相同的優(yōu)點(diǎn),所以近幾年這兩種工藝都得到了迅猛發(fā)展,兩者共同的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)一下有四點(diǎn):近凈成形,都可以一次成形最接近制品最終形狀的坯件;利用傳統(tǒng)的鑄造、機(jī)加工等防范難以生產(chǎn)的形狀的金屬制品,尤其是小型復(fù)雜零件和細(xì)長零件的成形中占有很大優(yōu)勢;可適用的材料范圍都相當(dāng)廣泛,一些用常規(guī)辦法不好制備成品的材料都可以采用此兩種方法;該兩種方法可以作為新材料及其產(chǎn)品的新的研發(fā)方法。四、豪克能技術(shù)豪克能技術(shù):利用沖擊能和激發(fā)能的復(fù)合能對金屬零件進(jìn)行加工,從而獲得鏡面零件。
兩者一個(gè)顯著共同點(diǎn)是都要使用粘結(jié)劑。從粘結(jié)劑的選用及配方上來看,兩者采用的粘結(jié)劑都可以歸為三大體系,蠟基、jia基纖維素基和塑基,用量上也差不多,都在在8%~20%的質(zhì)量比范圍。從工藝上來看,都要在坯件成形以后進(jìn)行粘結(jié)劑的徹底脫除。
但是兩者也有很明顯的不同,在原料上,增塑擠壓成形使用的金屬粉末粒度變化區(qū)間比較大,從幾微米到幾百微米都可以使用;而金屬注射成形對金屬粉末的要求比較高,粉末的粒度一般在0.5-20微米之間,對粉末制備方法和粉末形狀有著更高的要求,因此成形后的制品更致密,燒結(jié)時(shí)收縮率小,尺寸精度更高。粘結(jié)劑比例過小時(shí),喂料的粘度雖然提高,但是容易形成空隙,不容易注射,而且脫粘后制品容易裂紋或開裂。
如果要說兩者的差異的話,成形設(shè)備和物料受力的的不同是其另外一個(gè)顯著的區(qū)別,增塑擠壓成形采用的是專用螺桿擠壓成形機(jī),物料處于兩向壓縮和一向擠出拉伸的變形,其中的擠壓力一般不會超過300Mpa;而注射成形采用的注射成形機(jī),在成形過程中物料受到的是三向壓應(yīng)力,其變形是三向力的壓縮變形。達(dá)克羅中含有對環(huán)境和人體有害的鉻離子,尤其是六價(jià)鉻離子具有致癌作用。
通過兩者共同點(diǎn)和不同點(diǎn)的比較,我們認(rèn)識到,兩者都是當(dāng)今粉末冶金技術(shù)新的發(fā)展方向,都可以在成形難加工材料的小尺寸復(fù)雜形狀制品方面發(fā)揮優(yōu)勢,如果在精密度要求不是特別高的情況下可以采用增塑擠壓成形工藝以降低生產(chǎn)成本,而精密度要求高的制品的成形則只能通過對粉末粒度要求嚴(yán)格的金屬粉末注射成形來實(shí)現(xiàn)。粘結(jié)劑的選擇十分關(guān)鍵,若粘結(jié)劑選擇不當(dāng)可能產(chǎn)生以下缺陷:粘結(jié)劑是怎么分類的。