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金屬表面改性技術(shù)分類
表面改性技術(shù)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(jié)構(gòu)、性能不同的一種技術(shù)。
技術(shù)優(yōu)勢:材料經(jīng)過表面改性處理后,既能發(fā)揮基體材料的力學(xué)性能,又能使材料表面獲得各種特殊性能;表面改性技術(shù)可以掩蓋基體材料的表面缺陷,延長材料和構(gòu)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(shù)的分類:金屬表面形變強(qiáng)化、表面熱處理、金屬表面化學(xué)熱處理、離子束表面擴(kuò)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(qiáng)化
表面形變強(qiáng)化技術(shù)中常用的有噴丸、滾壓、豪克能技術(shù)。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(jié)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(shù)是一項先進(jìn)的金屬形變強(qiáng)化技術(shù),采用30KHZ以上的振動頻率的高頻振動以及一定數(shù)值的靜壓力,形成對工件的強(qiáng)化加工,具有晶粒細(xì)化至納米級、硬度耐磨性提升、同時工件表面Ra達(dá)0.2以下的顯著效果;運(yùn)用該技術(shù)可直接生產(chǎn)多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此應(yīng)用十分廣泛。
表面熱處理:僅對工件表面進(jìn)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(xué)熱處理:利用元素的擴(kuò)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(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的工藝技術(shù),包括離子注入、離子束混合、離子濺射、離子刻蝕等技術(shù)。離子注入是將某種離子“打進(jìn)”固體,改變固體近表面層的化學(xué)成分和固體結(jié)構(gòu)。離子注入技術(shù)用于半導(dǎo)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。黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜,其外層主要是四氧化三鐵,內(nèi)層為氧化亞鐵。
利用激光掃描過程中材料自身的組織結(jié)構(gòu)變化或引入其他材料實現(xiàn)工件表面性能的改善,該技術(shù)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(qiáng)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(kuò)散,使加熱表面自行淬火,其組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,表面硬度顯著提離。
粉末冶金在零部件制造業(yè)地位不可取代
近幾年來,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,帶動了一些零部件生產(chǎn)廠家的發(fā)展,粉末冶金是一項將材料和零件成形集于一體,不僅節(jié)能高效還能減少污染,節(jié)省材料,已經(jīng)是現(xiàn)代工藝先進(jìn)的制造技術(shù)。粉末冶金在零件制造業(yè)中具有不可替代的地位和作用,已經(jīng)成為零部件生產(chǎn)發(fā)展的前沿。密煉機(jī)是在開煉機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度間隙性的混煉設(shè)備。
對于粉末冶金的材料的生產(chǎn)提出來了更高的要求,粉末冶金制品在一定的條件下逐漸的發(fā)展成熟,在冶金方法上由于粉末冶金具有制備工藝,結(jié)構(gòu)組成等方面的獨(dú)特優(yōu)越性,可以生產(chǎn)制造出良好的材料,此類材料在特殊應(yīng)用中發(fā)揮非常大的作用,有著廣闊的應(yīng)用前景。粉末冶金制品一般用于制造高強(qiáng)度耐磨性強(qiáng)的零部件,在機(jī)械、電器,設(shè)備等有很大的用途,在汽車、機(jī)電、農(nóng)機(jī)、電機(jī)中也有非常廣泛的用途。下表列出了幾種主要MIM粘結(jié)劑體系的優(yōu)缺點(diǎn):熱塑性粘結(jié)劑一般由高分子聚合物、低分子物質(zhì)以及必要的添加劑組成(石蠟基粘結(jié)劑、油基粘結(jié)劑等分類是根據(jù)低分子物質(zhì)來區(qū)分的)。
隨著社會的日益發(fā)展,各個行業(yè)都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,而推動行業(yè)發(fā)展巨大的助力則來源于高科技的大力支持。例如,粉末冶金制品,雖然粉末冶金行業(yè)在市場上具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑧?yīng)用領(lǐng)域也極其廣闊,但是這些因素并不能表示粉末冶金制品可以在競爭日漸加劇的生存環(huán)境中發(fā)展,在眾多粉末冶金制品中,只有擁有先進(jìn)的技術(shù),優(yōu)質(zhì)的服務(wù),才能牢牢的抓住用戶的眼球,成為最受市場歡迎的一款粉末冶金制品。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。
粉末冶金是一門重要的零件成形技術(shù),采用粉末冶金技術(shù)新型工藝的不斷出現(xiàn),必將促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)發(fā)展,也將為未來零部件的生產(chǎn)帶來光明的道路
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,哪個更具優(yōu)勢呢?
(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)粉末冶金方法無法比擬的優(yōu)勢。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法用常規(guī)粉末冶金方法得到的。金屬注射成型產(chǎn)品燒結(jié)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(xì)小的不銹鋼粉粒黏著在產(chǎn)品表面。
(二)與比精密鑄造比較
精密鑄造對于熔點(diǎn)相對較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維復(fù)雜形狀的零件。但對于難熔金屬和合金、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷等卻無能為力,這是精密鑄造的本質(zhì)所決定的。另外,對于尺寸小、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,近來靠自動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,但是因為材料的有效利用率低,且其形狀的完成受限于設(shè)備與刀具,有些零件無法用機(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)的競爭力。MIM技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無法制作的缺憾,并非與傳統(tǒng)加工方法競爭。粉末注射成型技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法無法制作的零件領(lǐng)域發(fā)揮其特長。技術(shù)難點(diǎn)及改善關(guān)鍵點(diǎn):陽極氧化的良率水平關(guān)系到最終產(chǎn)品的成本,提升氧化良率的重點(diǎn)在于適合的氧化劑用量、適合的溫度及電流密度,這需要結(jié)構(gòu)件廠商在生產(chǎn)過程中不斷探索,尋求突破。