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MIM工藝中的固相燒結(jié)和液相燒結(jié)
在金屬注射成形工藝中,燒結(jié)是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它是將脫脂后的多孔坯件進(jìn)行致密化的過程。燒結(jié)過程中溫度和時(shí)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(shí)需要掌握好火候的就是這個(gè)環(huán)節(jié)。脫脂后的坯件在進(jìn)行燒結(jié)時(shí)粉末在低于其主要組成成分的溫度下通過原子前一來(lái)完成粉末顆粒間的聯(lián)結(jié),減少顆粒間的空隙,從而達(dá)到致密化的目的。在MIM工藝中,致密化后的坯件還是會(huì)具有人們事先設(shè)計(jì)好的與注射模具相符的形狀,只是經(jīng)過燒結(jié)變得具有了一定強(qiáng)度和性能,可以承受一定的外力,不會(huì)像剛脫完脂的坯件那樣多孔易碎。缺點(diǎn):目前顏色受限制,只有黑色、灰色等較成熟,鮮艷顏色目前難以實(shí)現(xiàn)。
曾經(jīng)有人從兩個(gè)方面總結(jié)MIM燒結(jié)的特點(diǎn),從宏觀來(lái)看,坯件整體的氣孔率下降、坯件的致密度提高,從微觀來(lái)看,粉末顆粒的原子發(fā)生里質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)移,使粉末不需要粘結(jié)劑的作用便可產(chǎn)生顆粒間的粘結(jié)來(lái)保持一定的形狀和性能。
燒結(jié)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(lián)結(jié)緊密的塊狀的坯件。由此可以看出溫度對(duì)于燒結(jié)的重要性,從理論上來(lái)講,溫度越高,燒結(jié)過程中產(chǎn)生的原子遷移運(yùn)動(dòng)越迅速,從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的原子的量也就越多,燒結(jié)過程也就進(jìn)行得越快。新型組合材料:MIM可制造出傳統(tǒng)工藝難以制造的新型組合材料,例如疊片的或兩種材料結(jié)構(gòu)的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。
在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中,人們會(huì)經(jīng)常提到兩個(gè)詞:固相燒結(jié)和液相燒結(jié),其實(shí)這沒有什么費(fèi)解的,關(guān)于二者的區(qū)別,簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō)就是根據(jù)燒結(jié)溫度不同,固相燒結(jié)就是燒結(jié)溫度低于所有組成成分的熔點(diǎn),而液相燒結(jié)則是燒結(jié)溫度低于主要組成成分的熔點(diǎn)。同時(shí)這兩種燒結(jié)方法又有一個(gè)共同點(diǎn):都是不施加外部壓力的情況下進(jìn)行的。⑤馬氏體:鋼加熱到一定溫度(形成奧氏體)后經(jīng)迅速冷卻(淬火),得到的能使鋼變硬、增強(qiáng)的一種淬火組織,常用M表示,馬氏體是體心正方結(jié)構(gòu)。
因此,固相燒結(jié)和液相燒結(jié)又被成為無(wú)壓燒結(jié),這主要是相對(duì)于熱壓、熱鍛、熱等靜壓等加壓燒結(jié)方法而言的。在MIM工藝中一般都是采用無(wú)壓燒結(jié)的方法進(jìn)行坯件的燒結(jié)。
粉末注射成型技術(shù)彎道超車
粉末注射成型適用不銹鋼,鐵基合金,磁性材料,鎢合金,硬質(zhì)合金,精細(xì)陶瓷等系列。所制備的零件廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、汽車業(yè)、兵工業(yè)、醫(yī)用器械、機(jī)械行業(yè)、日用品等領(lǐng)域。那么粉末注射成型和其他成形工藝特點(diǎn)的比較,哪個(gè)更具優(yōu)勢(shì)呢?
(一)與傳統(tǒng)粉末冶金工藝比較
粉末注射成型作為一種制造高質(zhì)量精密零件的近凈成形技術(shù),具有常規(guī)粉末冶金方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。MIM能制造許多具有復(fù)雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表面,交叉通孔、盲孔,凹臺(tái)與鍵銷,加強(qiáng)筋板,表面滾花等等,具有以上特征的零件都是無(wú)法用常規(guī)粉末冶金方法得到的。近些年,國(guó)內(nèi)長(zhǎng)三角地區(qū)通過對(duì)MIM技術(shù)的引入,隨著不斷地探索實(shí)踐,已經(jīng)成功運(yùn)用到汽車零部件、3C數(shù)碼類、醫(yī)用器械、工具鎖類等多個(gè)熱門領(lǐng)域。
(二)與比精密鑄造比較
精密鑄造對(duì)于熔點(diǎn)相對(duì)較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維復(fù)雜形狀的零件。但對(duì)于難熔金屬和合金、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷等卻無(wú)能為力,這是精密鑄造的本質(zhì)所決定的。另外,對(duì)于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密鑄造是十分困難或不可行的。
(三)與機(jī)加工比較
傳統(tǒng)機(jī)械加工法,近來(lái)靠自動(dòng)化而提升其加工能力,在效率和精度上有極大的進(jìn)步,但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削、刨、銑、磨、鉆孔、拋光等)完成零件形狀的方式。
機(jī)械加工方法的加工精度遠(yuǎn)優(yōu)于其他加工方法,但是因?yàn)椴牧系挠行Ю寐实?,且其形狀的完成受限于設(shè)備與刀具,有些零件無(wú)法用機(jī)械加工完成。相反的,粉末注射成型可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。對(duì)于小型、高難度形狀的精密零件的制造,粉末注射成型工藝比較機(jī)械加工而言,其成本較低且效率高,具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。MIM技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無(wú)法制作的缺憾,并非與傳統(tǒng)加工方法競(jìng)爭(zhēng)。粉末注射成型技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法無(wú)法制作的零件領(lǐng)域發(fā)揮其特長(zhǎng)。一般情況下,珠光體中鐵素體和滲碳體呈片狀交替分布,稱為片狀珠光體。
簡(jiǎn)述300系列不銹鋼抗腐性能
經(jīng)常使用不銹鋼的人都知道,不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)是防腐性能比較好,不易生銹等。下面簡(jiǎn)單介紹一下300系列常用一些不銹鋼鋼種的基本性能: 304不銹鋼是一種通用性的鋼種,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設(shè)備和機(jī)件。
301不銹鋼在形變時(shí)呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象,被用于要求較高強(qiáng)度的各種場(chǎng)合。
302不銹鋼實(shí)質(zhì)上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種,通過冷軋可使其獲得較高的強(qiáng)度。
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼,它具有較高的抗高溫,氧化性能。
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼,用于主要要求易切削和表而光浩度高的場(chǎng)合。303不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機(jī)件,因?yàn)樵谶@類條件下,這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。
304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種,用于需要焊接的場(chǎng)合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304N 是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強(qiáng)度。
305和384 不銹鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用于對(duì)冷成型性要求高的各種場(chǎng)合。
308 不銹鋼用于制作焊條。
309、310、314及330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高,為的是提高鋼在高溫下的耐氧化性能和蠕變強(qiáng)度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種,所不同者只是碳含量較低,為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。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(duì)金屬零件進(jìn)行加工,從而獲得鏡面零件。310不銹鋼有著特別高的抗?jié)B碳能力和抗熱震性.
316和317 型不銹鋼含有鋁,因而在海洋和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼。其中,316不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強(qiáng)度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。
321、347及348 是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩(wěn)定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動(dòng)力工業(yè)的不銹鋼,對(duì)鉭和鉆的合量有著一定的限制。
通過以上對(duì)常用一些鋼種的簡(jiǎn)單介紹,望能讓大家更好的認(rèn)識(shí)不銹鋼,能更好的使用。
多組分材料復(fù)合注射成型技術(shù)
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??梢試@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,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,整個(gè)型腔相對(duì)于di一次注射坯料向外擴(kuò)張,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。自1916年出現(xiàn)真正意義上的Banbury(本伯里)型密煉機(jī)后,密煉機(jī)的威力逐漸被人們所認(rèn)識(shí),它在橡膠混煉過程中顯示出來(lái)比開煉機(jī)優(yōu)異的一系列特征,如:混煉容量大、時(shí)間短、生產(chǎn)效率高。
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。