金屬表面改性技術分類

表面改性技術的定義：表面改性是指采用某種工藝手段是材料表面或得與基體材料的組織結構、性能不同的一種技術。

技術優(yōu)勢：材料經過表面改性處理后，既能發(fā)揮基體材料的力學性能，又能使材料表面獲得各種特殊性能；表面改性技術可以掩蓋基體材料的表面缺陷，延長材料和構件的使用壽命；節(jié)約稀有 貴 重金  屬材料，改善環(huán)境。

表面改性技術的分類：金屬表面形變強化、表面熱處理、金屬表面化學熱處理、離子束表面擴滲處理、高能束表面處理、離子注入表面改性。

金屬表面形變強化

表面形變強化技術中常用的有噴丸、滾壓、豪克能技術。綜上，單從技術領域來看前景一片光明，還有很大的應用空間有待開發(fā)，從行業(yè)競爭角度，需要穩(wěn)定的行業(yè)技術人才，配套的優(yōu)質資源，以及專業(yè)的企業(yè)管理人才，不斷技術創(chuàng)新，優(yōu)化管理制度，才能立足于行業(yè)大潮中……。噴丸使用高壓或壓縮空氣作動力，比較靈活但動力消耗大；滾壓大家都很清楚，結合金屬冷做硬化的原理提升工件的硬度和耐磨性；豪克能技術是一項先進的金屬形變強化技術，采用30KHZ以上的振動頻率的高頻振動以及一定數值的靜壓力，形成對工件的強化加工，具有晶粒細化至納米級、硬度耐磨性提升、同時工件表面Ra達0.2以下的顯著效果；

表面熱處理：僅對工件表面進行加熱、冷卻的工藝，從而改變表層組織和性能而不改變成分的一種工藝。

金屬表面化學熱處理：利用元素的擴散性，使金屬元素深入金屬表層的一種熱處理工藝。

離子束表面處理：用一定能量的離子轟擊固體表面，使固體近表面層物理、化學性質發(fā)生變化的工藝技術，包括離子注入、離子束混合、離子濺射、離子刻蝕等技術。離子注入是將某種離子“打進”固體，改變固體近表面層的化學成分和固體結構。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。離子注入技術用于半導體摻雜和金屬和其他材料的表面改性。離子束混合是用離子轟擊鍍有多層薄膜的金屬，使各層原子因離子碰撞發(fā)生互混。

利用激光掃描過程中材料自身的組織結構變化或引入其他材料實現工件表面性能的改善，該技術能選擇性地處理工件表面，有利于在工件整體保持足夠的韌性和強度的同時，表面獲得較高的、特定的使用性能，如耐磨、耐蝕和kang疲  勞、kang氧化等。

電子束使金屬材料表面很快上升到奧氏體相變退度(低于熔化溫度)，持續(xù)一段時間后電子束停止轟擊.熱t(yī)很快向冷的荃體金屬擴散，使加熱表面自行淬火，其組織轉變?yōu)轳R氏體，表面硬度顯著提離。

金屬注射成形（MIM）在電子行業(yè)中的應用

電子儀器產業(yè)是MIM零件的主要應用領域，在亞洲約占MIM零件銷售額的50%。電子器件的微型化需要生產成本較低的，性能較好的，更小的零件，這正是MIM零件的優(yōu)勢所在。[1]

MIM在中國的發(fā)展受益于電子行業(yè)（如手機產業(yè)等）的帶動，從2009年開始整個行業(yè)扶搖直上；尤其到2011年中后，更因為受蘋果與三星電子兩家的商品競爭，在手機裝置中大量采用MIM零件，是過去從未見到的熱潮。以下舉例說明電子行業(yè)中的MIM產品。運用該技術可直接生產多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此應用十分廣泛。

智能手機

90年代，最廣為熟知的MIM應用是BP機震動馬達的鎢合金振子。2000年以后，不銹鋼系列開始廣泛應用，如光纖接頭，消費電子類的hinge系列，手機按鍵，sim卡托槽等。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。近期MIM行業(yè)出現投資熱潮是由于MIM零件在手機行業(yè)廣泛應用，以及3C行業(yè)的組裝工廠也在中國，投資門檻的降低，這都吸引了大量的資金流入。

根據市場情況，2015年僅國產手機零件（卡托、按鍵、鏡頭圈、LED圈、轉軸）達到16.5億，而且MIM產品的市場需求還會進一步的擴大。

光導纖維零件

圖5是由17-4PH不銹鋼制造的薄壁（壁厚小于1mm）、形狀復雜的光導纖維收發(fā)報機外罩，是用于網絡和電訊設備中的超高速收發(fā)報機并聯(lián)光學模件。這些薄壁的MIM外罩由4個薄支柱支承2條并聯(lián)的帶[1]。

其他典型電子行業(yè)MIM產品

在電子行業(yè)中諸如磁盤驅動器部件、電纜連接器、電子封裝件、手機振子、計算機打印頭等也常用MIM產品。

金屬粉末顆粒狀及制造方法對mim公工藝的影響

MIM是一種將傳統(tǒng)粉末冶金和現代塑料注塑成形技術結合而成的新型金屬成形工藝。金屬注射成形工藝對于金屬粉末的選擇有嚴格標準，這是因為粉末顆粒的形狀可以左右制品的質量。

好的金屬喂料才可以成形好的產品，而好的粉末會成就好的金屬喂料，這也就是說金屬粉末的好壞影響著MIM制品的性能。那么怎樣才算是好的金屬粉末呢?

行業(yè)經過多年的生產實踐和行業(yè)專家的理論研究發(fā)現，越是粒度細小、顆粒均勻、接近球狀的粉末顆粒越適合制造喂料，這樣的粉末制成的喂料在后續(xù)的制品成形過程中流動性良好，有利于整個MIM工藝的順利完成，而且脫粘容易，脫粘后的坯件在燒結過程中收縮均勻且程度較小。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。

但是在實際生產中，由于成本、技術等多方面因素影響，用來生產喂料的金屬粉末原料并不都是“很好”的。甚至是我們認為好的粉末原料也難免因為成形部件的形狀不易保持而影響到MIM成形工藝的效果。缺陷：必須使MIM固有的缺陷處于非關鍵位置，或制造成型后可以除去，例如澆口印跡，頂針印跡或結合線。例如金屬注射成形工藝中用到的鋼粉雖然是球形的，粒度大小也符合工藝要求，但是因為顆粒間的咬合力小，制品形狀很難維持。

于是人們就想，那把球形的粉末換成不規(guī)則形狀的會不會好一點呢?事實證明，這種改變雖然增加了顆粒間的咬合力，但是卻不能使金屬喂料在加熱狀態(tài)下還能保持較好的流動性，減弱了制品的均勻性，嚴重影響到MIM坯件的脫粘和燒結環(huán)節(jié)，以致影響最終的制品性能和成品率。21世紀后，MIM工藝進一步得到改進，新材料、新工藝不斷涌現，產業(yè)化發(fā)展迅速。

可見想要獲得性能、形狀穩(wěn)定的制品還要另想改善措施，目前制造金屬喂料使用的金屬粉末一般分為兩種：氣霧化粉末和水霧化粉末。這兩種粉末形狀性質迥異，單獨用哪種都不能獲得好的喂料。

氣霧化粉中加入水霧化粉可提高注射成形件的形狀保持能力,降低各向異性收縮。若混合粉的自然坡度角小,則說明顆粒間的相互作用小,所制部件在燒結后各向異性收縮較大。氣霧化粉含量大的試樣,脫粘后易于坍塌。②鐵素體：碳溶于a-Fe中的間隙式固溶體稱為鐵素體，常用F表示。使用水霧化粉末,可保持形狀而不損害其力學性能。顆粒的不規(guī)則形狀影響混合粉的燒結性,使用較大比例的水霧化粉可促進致密化。

綜上所述，金屬粉末顆粒形狀對MIM工藝的影響是根源性和最終性的，選擇合適的金屬粉末制成合適的金屬喂料對成形高質量的MIM制品至關重要。

AIM工藝簡介及AIM生產設備的發(fā)展現狀

MIM和CIM是粉末注射成形工藝的兩大分支。其中MIM是發(fā)展最早也最成熟的一個分支，被稱為21世界最熱門的零部件成形技術，它也的確沒有辜負這樣一個榮譽，其產業(yè)不斷發(fā)展和壯大，并擁有了專門的金屬注射成形生產設備。2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的檔次?，F在粉末注射成型工藝一出現第三大分支：AIM，即鋁合金注射成型。近年來，隨著金屬注射成形工藝的不斷成熟和普及，人們也越來越關注鋁合金這種具有優(yōu)異功能的特殊復合金屬，因鋁合金種類繁多，性質差異較大，表面極易被氧化的特點，其在注射成形方面與普通金屬或合金要求是不同的，于是才會出現專門的AIM——鋁合金注射成形。

任何一個工藝要想發(fā)展，形成一種產業(yè)，必須要通過生產設備的改進和升級來為企業(yè)提高生產效率，AIM也不例外，zui初它是沒有專用的設備的，傳統(tǒng)粉末冶金和注塑行業(yè)通用生產設備以及金屬注射成形專用設備的都曾被用于該工藝中。綜上，金屬喂料生產的重要環(huán)節(jié)是混煉，而影響混煉效果的主要因素是粘結劑和金屬粉末的配比和加入順序，因此進行科學配比和加料對金屬喂料的生產至關重要。但是它有其獨特的原料特點，那些非專用生產設備都無法很好滿足其正常生產需要，即使勉強可以使用制品的質量也大打折扣。

AIM生產設備(主要是混煉造粒設備和注射設備)的研究是近幾年才開始的，因為鋁合金注射成形技術是非常先進的一門技術，國內對其研究也是剛剛開始，目前南京科技大學對此領域研究較早較多并已經取得一定研究成果，在領域的水平可以達到世界前三。針對不同的拋光過程:粗拋(基礎拋光過程)，中拋(精加工過程)和精拋(上光過程)，選用合適的拋光輪可以達到很好拋光效果，同時提高拋光效率。由于鋁合金粉末的摩擦系數比普通金屬粉末和陶瓷粉末都要小，因此就混煉設備和注射設備來講，原則上是可以與其共用的。

隨著AIM企業(yè)對生產效率和設備自動化，加工連續(xù)化程度以及設備性能等要求的提高，專業(yè)的鋁合金注射成形混煉機、造粒機及注射機的研究開始被眾多機械設備制造商提上日程。

目前國內已有少數幾家機械設備制造商通過與高等院校合作的方式，在AIM專用生產設備的研發(fā)生產方面取得了初步的成效，并在一些企業(yè)開始試用，其功能和特性還有待在以后的生產實踐中不斷摸索和改進，相信隨著科技不斷進步，這些生產設備也會朝著智能化、環(huán)?；?、自動化發(fā)展。一般要按照粘結劑和粉末密度算出其質量比，按照這個比例來進行配比。