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什么情況下合采用MIM工藝
MIM工藝的制程技術(shù)、材料和設(shè)備在國內(nèi)已經(jīng)越來越成熟,應(yīng)用范圍也非常廣。
零件形狀復(fù)雜、尺寸較小以及產(chǎn)量大,這些都是MIM工藝的優(yōu)勢(shì)。
這些強(qiáng)項(xiàng),使其在電子數(shù)碼產(chǎn)品、手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件、電子密封件、切削工具及運(yùn)動(dòng)器械中得到了大量的應(yīng)用。
那么,如何判定一個(gè)產(chǎn)品是否應(yīng)該選擇MIM工藝,也就是選擇MIM工藝的準(zhǔn)則是什么呢?
目前主要有下列主要事項(xiàng),選擇MIM工藝前需要考慮清楚。
1.
質(zhì)量、切削量:對(duì)于在切削加工和磨削加工中材料損耗非常、加工非常耗時(shí)的零件,MIM在降低生產(chǎn)成本上極有優(yōu)勢(shì);
2.
總需求量:模具費(fèi)和研發(fā)費(fèi)用對(duì)于低需求量的產(chǎn)品,分?jǐn)傁聛砗笫呛茈y以承受的。因此,當(dāng)產(chǎn)品的年需求量達(dá)到或超過2萬件時(shí),可以考慮選擇MIM工藝。
3.
材料:MIM工藝是一種近凈成形技術(shù),對(duì)于由鈦、不銹鋼及鎳合金之類難易切削的材料設(shè)計(jì)的零件,MIM最有吸引力。
4.
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。
5.
使用性能:基于MIM產(chǎn)品的高密度,如果使用性能有需求,則MIM的高密度形成的性能有競(jìng)爭(zhēng)力。
6.
表面粗糙度:表面粗糙度反映了粉末顆粒的大小。
7.
公差(精度要求):MIM燒結(jié)件的公差大概為±0.3%,如果產(chǎn)品要求的公差很嚴(yán)格,MIM燒結(jié)件就需要二次加工,如CNC,數(shù)控車等,MIM的成本也趨向于增加,需要評(píng)估比較。
8.
組合:為了節(jié)省庫存與組裝費(fèi)用,可見多個(gè)零件固結(jié)為一個(gè)零件。
9.
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。
10.
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。
MIM常用材料的種類很多,但有幾種是主要的。若材料難以切削加工,諸如工具鋼、鈦、鎳合金或不銹鋼,對(duì)于MIM最終成型來說,是最有利的,MIM工藝可以一次性成型復(fù)雜的幾何形狀特征。
在不同的生產(chǎn)地點(diǎn)之間,用MIM可達(dá)到的性能是不同的。我們?cè)谠O(shè)計(jì)之前,需要的許多性能參數(shù)都匯總與技術(shù)手冊(cè)中。
現(xiàn)在,我們看到了很多為MIM設(shè)計(jì)的新的材料,其中有疊片結(jié)構(gòu)的(硬磁-軟磁,磁性的-非磁性的,傳導(dǎo)性的-絕緣的)、泡沫金屬及孔新建,這些可選擇的項(xiàng)目,都將MIM推進(jìn)到了幾乎沒有工藝可替代的領(lǐng)域。
達(dá)克羅技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
1.高耐熱性:達(dá)克羅可以耐高溫腐蝕,耐熱溫度可達(dá)300℃以上。而傳統(tǒng)的鍍鋅工藝,溫度達(dá)到100℃時(shí)就已經(jīng)起皮報(bào)廢了。
2.很好的耐蝕性能:達(dá)克羅膜層的厚度僅為4-8μm,但其防銹效果卻是傳統(tǒng)電鍍鋅、熱鍍鋅或涂料涂覆法的7-10倍以上。采用達(dá)克羅工藝處理的標(biāo)準(zhǔn)件、管接件經(jīng)耐鹽霧試驗(yàn)1200h以上未出現(xiàn)紅銹。
3.良好的滲透性:由于靜電屏蔽效應(yīng),工件的深孔、狹縫,管件的內(nèi)壁等部位難以電鍍上鋅,因此工件的上述部位無法采用電鍍的方法進(jìn)行保護(hù)。達(dá)克羅則可以進(jìn)入工件的這些部位形成達(dá)克羅涂層。
4.無氫脆性:達(dá)克羅的處理工藝決定了達(dá)克羅沒有氫脆現(xiàn)象,所以達(dá)克羅非常適合受力件的涂覆。表面處理是通過一種材料經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化為另一種物體表面的方式叫表面加工,主要是為了提高物體表面的美觀感,金屬表面工藝處理還可以保護(hù)材料不受環(huán)境污染破壞,目前我們常見的有烤漆和電鍍兩種。5.結(jié)合力及再涂性能好:達(dá)克羅涂層與金屬基體有良好的結(jié)合力,而且與其他附加涂層有強(qiáng)烈的粘著性,處理后的零件易于噴涂著色,與有機(jī)涂層的結(jié)合力甚至超過了磷化膜。
缺點(diǎn)1.達(dá)克羅的燒結(jié)溫度較高、時(shí)間較長,能耗大。
2.達(dá)克羅涂層的導(dǎo)電性能不是太好,因此不宜用于導(dǎo)電連接的零件,如電器的接地螺栓等。
3.達(dá)克羅中含有對(duì)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。
4.達(dá)克羅涂層的表面顏色單一,只有銀白色和銀灰色,不適合汽車發(fā)展個(gè)性化的需要。不過,可以通過后處理或復(fù)合涂層獲得不同的顏色,以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。
5.達(dá)克羅的表面硬度不高、耐磨性不好,而且達(dá)克羅涂層的制品不適合與銅、鎂、鎳和不銹鋼的零部件接觸與連接,因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生接觸性腐蝕,影響制品表面質(zhì)量及防腐性能。
不銹鋼噴砂工藝處理應(yīng)用及特點(diǎn)
大部分不銹鋼MIM零件的處理,都使用了不銹鋼噴砂工藝處理。那么什么叫噴砂工藝呢?
噴砂工藝,采用壓縮空氣為動(dòng)力,以形成最調(diào)整噴射將噴料進(jìn)行高速噴射到被需要處理工件表面。主要有以下幾個(gè)功能:
①使工件表面的機(jī)械性能得到改善,
②使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度,
③使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化,由于磨料對(duì)工件表面的沖擊和切削作用,提升了疲勞抗性,也同時(shí)增加了涂層與噴砂間的著力,讓涂膜更耐久,表面流平和裝飾效果更好。因此,密煉機(jī)的出現(xiàn)是橡膠機(jī)械的一項(xiàng)重要成果,至今仍然是塑煉和混煉種的典型的重要設(shè)備,仍在不斷的發(fā)展和完善?! 〔讳P鋼噴砂工藝處理與其它清理工藝相比有以下特點(diǎn): 一、噴砂處理是最徹底、最通用、效率高的清理方法?! 《娚疤幚砜梢栽诓煌植诙戎g任意選擇,而其它工藝是沒辦法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢,化學(xué)溶劑清理則清理表面對(duì)于光滑不利于涂層粘接?! 〔讳P鋼噴砂工藝主要有以下應(yīng)用: ?。ㄒ唬C(jī)加工件毛刺清理與表面美化。噴砂能清理工件表面的微小毛刺,并使工件表面更加平整,清除了毛刺的危害,提高了工件的檔次。并且噴砂能在工件表面交界處打出很小的圓角,使工件顯得更加美觀、更加精密。 ?。ǘ└纳屏慵臋C(jī)械性能。不銹鋼噴砂工藝處理,機(jī)械零件噴砂后,能在需件表面產(chǎn)生均勻細(xì)微的凹凸面(基礎(chǔ)圖式),使?jié)櫥瑵n得到存儲(chǔ),從而使?jié)櫥瑮l件改善,并減少噪聲提高機(jī)械使用壽命。 ?。ㄈ┕怙椬饔??! 。ㄋ模┕ぜ垮?、工件粘接前處理。噴砂能把工件表面的銹皮等一切污物清除,并在工件表面建立起十分重要的基礎(chǔ)圖式(即通常所謂的毛面),而且可以通過調(diào)換不同粒度的磨料,達(dá)到不同程度的粗糙度,大提高工作與涂料、鍍料的結(jié)合力?;蚴拐辰蛹辰痈喂?,質(zhì)量更好。 ?。ㄎ澹╄T鍛件毛面、熱處理后工件的清理與拋光。噴砂能清理鑄鍛件、熱處理后工件表面的一切污物(如氧化皮、沒污等殘留物),并將工件表面拋光提高工件的光潔度,起到美化工件的作用。噴砂清理能使工件露出均勻一致的金屬本色,使工件外表更美觀,達(dá)到美化裝飾的作用。
2017-2018年MIM行業(yè)的新技術(shù)趨勢(shì)
MIM(metal Injection Molding,金屬注射成型)雖然是一個(gè)小行業(yè),相關(guān)從業(yè)人員不超過幾百萬;對(duì)于不同的金屬粉末,其混煉時(shí)選擇的粘結(jié)劑種類也不同,配比自然也不同。有趣的是,MIM卻影響了大行業(yè),卡托曾經(jīng)于2012~2016采用MIM來制作的”爆品”零件,那是影響了數(shù)十億用戶??!那么2017-2018年,MIM又會(huì)有哪些值得期待的亮點(diǎn)?
1.氣態(tài)草酸催化脫脂-下一代催化脫脂我國獨(dú)創(chuàng)的新技術(shù)
在2010年開始,由德國BASF引進(jìn)的HNO3催化脫脂是國內(nèi)MIM近幾年的主流脫脂工藝,但其操作危 險(xiǎn)性和環(huán)境危 害性是行業(yè)內(nèi)都知道的無奈事實(shí),從早期設(shè)備安全偵測(cè)不足引發(fā)氣爆、幾位從業(yè)人員失當(dāng)操作被HNO3不同程度灼 傷,以及近年政府嚴(yán)加管制HNO3的使用以防止環(huán)境的破 壞。同時(shí)有提高硬度耐磨性的優(yōu)點(diǎn)五、電鍍(Electroplating)電鍍:是利用電解作用使金屬的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止腐蝕,提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進(jìn)美觀等作用的一種技術(shù)。在此背景下,下一代催化脫脂新技術(shù)-氣態(tài)草酸脫催化脂技術(shù),開始出現(xiàn)在本次粉末冶金展,并且是由我國業(yè)者獨(dú)創(chuàng)的新技術(shù)。
1)世界獨(dú)步技術(shù);
2)固體草酸環(huán)保且安全,免除液體催化劑的各種風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)減輕了企業(yè)使用脫脂后必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任;
3)草酸排放的碳?xì)溲趸衔锉菻NO3的氮氧更環(huán)保;
4) 外部加熱汽化系統(tǒng),改變了過去液體滴酸的干擾,提升了脫脂效率。