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溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到 平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。

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力，防止工件變形、開裂。

②軟化工件以便進行切削加工。

③細化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能。

④為最終熱處理(淬火、回火)作好組織準備。

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，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;細化晶粒;并可作為淬火前的預先熱處理。

②可以消除網狀二次滲碳體，并使珠光體細化，不但改善機械性能，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、油或其它無機鹽、有機水 溶液等淬冷介質中快速冷卻。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械性能等。

②、改善某些特殊鋼的材料性能或化學性能。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℃的某一適當溫度進行長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。

2、回火的目的：

①、減少內應力和降低脆性，淬火件存在著很大的應力和脆性，如沒有及時回火往往會產生變形甚至開裂。

②、調整工件的機械性能，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，可以通過回火來調整，硬度，強度，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。

粉末冶金齒輪

粉末冶金齒輪是各種汽車發(fā)動機中普遍使用的粉末冶金零件，雖然在大批量的情況下是非常經濟實用的，不過在其他方面也有待改進的地方。今天我們就粉末冶金齒輪的缺點，簡單的介紹一下：

粉末冶金齒輪

（1）、粉末冶金齒輪價格與采購批量有關。③珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物叫做珠光體，常用P表示。與機加工工藝相比，粉末冶金齒輪的經濟批量一般取決于零件的大小、結構復雜程度、產品要求精度以及其它性能要求。在小批量生產的情況下，粉末冶金齒輪的生產成本可能比傳統制造方法的成本高。一般來說，批量5000件以上比較適合用粉末冶金工藝生產；

（2）、粉末冶金齒輪的尺寸大小受到壓機壓制能力的限制。壓機一般都幾噸到幾百噸壓力，直徑基本是在110MM以內都可以制作成粉末冶金；

（3）、粉末冶金齒輪受結構限制。由于壓制和模具上的原因，一般不適宜生產蝸輪、人字形齒輪和螺旋角大于35°的斜齒輪。斜齒輪一般建議把斜齒設計在15度以內；

（4）、粉末冶金齒輪的厚度受到限制。模腔深度和壓機行程必須是齒輪厚度的2～2.5倍，同時考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性，因此粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的；

以上是粉末冶金齒輪一些缺點，不過凡事有利就有弊，相信隨著時代的快速發(fā)展，粉末冶金齒輪的不足點也會慢慢的得到改善。

我國粉末冶金行業(yè)集中度高

根據中國粉末冶金協會統計的數據，34家國內大中型粉末冶金生產企業(yè)(占53 家企業(yè)數量的64%)的累計產量長期占53家企業(yè)生產產量的占比高達85%，其中大多數汽車粉末冶金零部件生產商集中在這34 家企業(yè)中。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練，經制粒后在加熱塑化狀態(tài)下(~150℃)用噴射成形機注入模腔內固化成形，然后用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除，最后經燒結致密化得到最終產品。過去十年，受益于汽車產量的增長，汽車用粉末冶金零部件需求也呈現快速增長的態(tài)勢。未來，除了汽車行業(yè)本身的增長，粉末冶金零件需求也將受益于進口替代和對機加工零件替代的雙重替代，單車的粉末冶金用量將明顯提升，保障傳統汽車粉末冶金零部件的需求將保持平穩(wěn)增長。

　　從行業(yè)趨勢來看，進入2008 年以后，由于價格的優(yōu)勢，世界粉末冶金的生產中心逐步往中國轉移，日本本土的產量出現了明顯的下降。黑色金屬表面經“發(fā)藍”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內層為氧化亞鐵。根據中國粉末冶金協會的統計，以34 家粉末冶金企業(yè)產量為基數，2009/2010/2011 車用粉末冶金的單車用量分別為3.1/3.6/3.76kg/輛，用量增長趨勢明顯，在經歷了2012 年短暫的下滑后，2013年又重回3.71kg/輛的水平。產業(yè)信息網認為，考慮到車輛節(jié)能、輕量化及產品精度化的訴求，伴隨未來中國粉末冶金生產企業(yè)規(guī)模做大，技術加強和依舊強勁的成本優(yōu)勢，車用粉末冶金零件進口替代趨勢下的需求增長仍將持續(xù)發(fā)生

粉末微注射成形技術

近年來，微系統技術在各個領域的發(fā)展非常迅速，同時也對應用于微型工程中的三維微型復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，能夠實現規(guī)?；a。若材料難以切削加工，諸如工具鋼、鈦、鎳合金或不銹鋼，對于MIM最終成型來說，是最有利的，MIM工藝可以一次性成型復雜的幾何形狀特征。微系統中主要的元器件包括微型模具、用于傳感器和jia速器上的微型機械結構、生物傳感器、微型流體元件、微型反應器等。這些元器件形狀復雜、體積微小，采用現有的微型加工技術如微型切削、激光切削、硅刻蝕技術等，生產效率低，無法開展大規(guī)模生產，而近年來在粉末注射成形基礎上發(fā)展起來的粉末微注射成形工藝為實現微型元器件規(guī)?；a提供了zui具潛力的制備技術。

　　粉末微注射成形技術是指針對尺寸小于1微米的零件在傳統粉末注射成形技術基礎上所開發(fā)的一種成形技術，主要應用于連續(xù)制造具有微觀結構表面與微型結構的零件，其基本工藝步驟與傳統的粉末注射成形基本相同，所制備零件的表面質量與孔隙度可通過選擇原始粉末與適宜的燒結條件來控制。電解拋光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。與傳統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構，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度的粘結劑，以利于微注射成形并避免生坯件脫模時損壞。另外，為了防止變形、裂紋及氣泡的產生，微注射成形技術對脫脂和燒結的工藝條件更加苛刻。

　　目前，國際上開展該技術研究的主要國家有德國、日本、新加坡、美國和英國。當使清潔的金屬表面相互接觸時，由于它們之間的接觸面積小，從而它們之間的黏著力小。其中，德國開展并取得了突出的成果。國內的北京科技大學、中南大學以及大連理工大學也在該領域進行了一系列研究工作。如北京科技大學研制了具有自主知識產權、適用于傳統注射成形機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，在傳統注射成形機上成功實現了粉末微注射成形齒頂圓直徑小于1毫米的微型齒輪。