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五金結(jié)構(gòu)件-粉末冶金
金屬粉末射出成形是將細(xì)小、球狀的金屬粒子用各種不同的黏結(jié)劑混和并制造成小球的形狀成為射出料,再用射出成型機(jī)射出成型使用射出技術(shù)成形將金屬粉末,經(jīng)由射出機(jī)將其射入模具中成形,再將其冶金燒結(jié)成固體的技術(shù)成形后的生胚,需經(jīng)過脫脂的過程,把先前混入的黏結(jié)劑脫除,再經(jīng)燒結(jié),即得密度95%以上之高密度、高強(qiáng)度的產(chǎn)品簡而言之,即以塑料射出的方式去生產(chǎn)金屬制品 。濃型放熱氣氛的碳勢較高一些,可用作防止粉末冶金鐵基、銅基零件的的氧化和減少鐵基零件的脫碳。
比常規(guī)粉末冶金工藝工序少,無切削或少切削經(jīng)濟(jì)效益高,克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低、不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn),特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件,MIM金屬粉末顆粒一般在0.5~20μm;理論上,顆粒越細(xì),比表面積也越大,易于成型和燒結(jié)傳統(tǒng)的粉末冶金則采用大于40μm的較粗的粉末,傳統(tǒng)壓鑄成形強(qiáng)度低、精密鑄造無法大量量產(chǎn)、車削件成本較高等技術(shù)缺點(diǎn) 。七、噴砂噴砂: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需處理工件表面,使工件表面的外表面的外表或形狀發(fā)生變化,獲得一定的清潔度和不同的粗糙度的一種工藝。
選擇MIM技術(shù)的主要準(zhǔn)則
日本、美國及歐洲的金屬注射成形協(xié)會聯(lián)合發(fā)布ISO標(biāo)準(zhǔn)-ISO22068燒結(jié)金屬注射成形材料規(guī)范,意在于為設(shè)計與材料工程師提供用MIM工藝制造的零件規(guī)定的材料所需要的資料。關(guān)于選擇MIM工藝準(zhǔn)則,確定有下列一些主要事項(xiàng)需要考慮:
☆質(zhì)量/大量
對于在切削加工或磨削加工中材料損耗大的零件,MIM在降低生產(chǎn)成本上極有效。
☆數(shù)量
模具與創(chuàng)建費(fèi)用對于低產(chǎn)量是難以承受的。因此,當(dāng)年產(chǎn)量超過20000件時,對于MIM合適。
☆材料
對于像鈦、不銹鋼及鎳合金之類難切削加工的材料設(shè)計的零件,MIM最有吸引力。
☆復(fù)雜性
MIM工藝適合制造幾何形狀復(fù)雜的以及在切削加工中需要轉(zhuǎn)換位置的多軸零件。
☆使用性能
如果使用性能很重要,則MIM的高密度形成的性能經(jīng)常都有競爭力。
☆表面粗糙度
表面粗糙度反應(yīng)了粉末顆粒的大小,然而不像其他競爭的工藝,可控的織構(gòu)可能對成本沒有什么影響。
☆公差
如果要求的公差緊密時,由于需要后續(xù)加工,MIM的成本趨向于增加,燒結(jié)件的公差大概在±0.3%。
☆組合
為了節(jié)省庫存與組裝費(fèi)用,當(dāng)講多個零件團(tuán)結(jié)為一個零件時,可以受益。
☆缺陷
必須使MIM固有的缺陷處于非關(guān)鍵位置,或制造成形后除去例如澆口印跡、提模桿標(biāo)記或接合線等。
☆新型組合材料
MIM可制造出用傳統(tǒng)工藝難以制造的新型組合材料,例如疊片的、兩種材料結(jié)構(gòu)的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。
粉末冶金行業(yè)發(fā)展勢不可擋
粉末冶金屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè),以制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。
我國粉末冶金行業(yè)起步較晚,但發(fā)展迅猛,特別是汽車行業(yè)、機(jī)械制造、金屬行業(yè)、航空航天、儀器儀表、五金工具、工程機(jī)械、電子家電及高科技產(chǎn)業(yè)等迅猛發(fā)展,為粉末冶金行業(yè)帶來了較大的發(fā)展機(jī)遇。
具體數(shù)據(jù)顯示,1948年我國硬質(zhì)合金產(chǎn)量僅有2-3萬噸,但2000年后我國粉末冶金市場迅速崛起。壓機(jī)一般都幾噸到幾百噸壓力,直徑基本是在110MM以內(nèi)都可以制作成粉末冶金。2009年我國粉末冶金行業(yè)產(chǎn)量為11.30萬噸,超過日本躍居亞洲首位。2014年粉末冶金行業(yè)銷量達(dá)19.18萬噸,2017年增長至20.08萬噸,增幅為4.7%。
從應(yīng)用領(lǐng)域來看,現(xiàn)階段,我國粉末冶金產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車、家電、電動工具、摩托車、農(nóng)業(yè)機(jī)械及工程機(jī)械等工業(yè)?!罟钊绻蟮墓罹o密時,由于需要后續(xù)加工,MIM的成本趨向于增加,燒結(jié)件的公差大概在±0。隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展,粉末冶金制品本土化需求不斷擴(kuò)大,2016年,應(yīng)用于汽車方面的粉末冶金零件共10.09萬噸,占比54.69%,同比上升6.55%。未來下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會繼續(xù)拉動上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,整個行業(yè)的容量仍在不停擴(kuò)大。
汽車領(lǐng)域應(yīng)用較少,技術(shù)相對落后
在發(fā)達(dá)國家如美國、歐洲、日本,粉末冶金產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域,汽車粉末冶金產(chǎn)品占粉末冶金總產(chǎn)品的比例高達(dá)80%以上,其產(chǎn)品包括VVT(可變氣門正時系統(tǒng))、VCT(可變氣門凸輪軸正時系統(tǒng))、各類泵組件、鏈輪、同步環(huán)、行星齒輪等,種類覆蓋十分齊全。說到喂料生產(chǎn)就不得不提混煉,混煉是喂料生產(chǎn)的第1步,它是使金屬粉末表面包覆一層粘結(jié)劑,使得金屬粉末和粘結(jié)劑組成均勻一致混合料的過程。
而在我國,2017年,粉末冶金市場汽車應(yīng)用占比僅為60%。我國粉末冶金汽車零件占比遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家,占比提升潛力大。
單車用量方面,中國提升空間同樣相對可觀。金屬粉末注射成型技術(shù)的工作原理金屬粉末注射成型技術(shù)是將現(xiàn)代塑料噴射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)。2017年,北美粉末冶金零件單車用量可達(dá)18.6Kg,日本為8.0Kg,歐洲為7.2Kg,而中國僅為4.5Kg。這種差距產(chǎn)生的主要原因是,我國國內(nèi)很多粉末冶金產(chǎn)品達(dá)不到要求的尺寸公差與性能參數(shù),因此,汽車主機(jī)廠只能選擇成本更高的鍛造零件與機(jī)加工零件。
國內(nèi)企業(yè)成本優(yōu)勢顯著,進(jìn)口替代空間廣闊
與國外公司相比,國內(nèi)企業(yè)在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有優(yōu)勢,能夠?yàn)橹鳈C(jī)廠與一級供應(yīng)商提供更低價的粉末冶金產(chǎn)品。同時,國內(nèi)企業(yè)交貨周期短,售后服務(wù)快速、及時,能夠?yàn)閲鴥?nèi)主機(jī)廠提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
從技術(shù)角度來看,2015年,發(fā)布《中國制造2025》的通知,其中重點(diǎn)提出要大力發(fā)展智能制造、增材制造、新材料、生物醫(yī)用等領(lǐng)域。我們認(rèn)為在國家政策的大力扶持下,國內(nèi)粉末冶金技術(shù)有望得到快速發(fā)展,替代市場逐步由低端轉(zhuǎn)向高技術(shù)。
另外,專利申請授權(quán)量的持續(xù)增長彰顯粉末冶金技術(shù)的不斷成熟。2016年,我國鑄造、粉末冶金專利申請授權(quán)量為8295項(xiàng),同比增長11.62%,近五年(2012-2016年)復(fù)合增長率為16.02%。
綜合來看,國內(nèi)粉末冶金產(chǎn)品進(jìn)口替代空間十分廣闊