




金属***成形(MIM)发展
金属***成形(Metal Injection Molding,MIM)是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。
MIM是由传统粉末冶金工艺与现代塑料***成型技术融合发展而来,其基本工艺过程是:将各种微细金属粉末(一般小于20μm)按一定的比例与预设粘结剂(各种热塑性塑料,蜡及其他材料)均匀混合,制成具有流变特性的喂料,通过***机注入模具型腔(或多模型腔)成型出零件毛坯,毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后,即可得到微观***均匀、材料高度致密的各种金属零部件。电化学抛光过程分为两步:(1)宏观整平溶解产物向电解液中分散,材料外表几何毛糙下降,Ra>1μm。
MIM的发展进程
20世纪70年代,美国学者Wiech首先开发出一种对金属粉末进行***成形的粉末冶金工艺。20世纪80年代,美国伦赛尔理工学院开始开展MIM技术理论基础和应用基础的研究工作。美国Injectamax公司和德国BASF公司将脱脂时间从数十小时缩短到几个小时,而且保形性得到明显改善,产品的尺寸精度从±0.5%提高到±0.3%。21世纪后,MIM工艺进一步得到改进,新材料、新工艺不断涌现,产业化发展迅速。形状复杂、尺寸较小及产量大,这些都是MIM的强项,使其在手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封、切削工具及运动器材中找到大量应用。良好的渗透性:由于静电屏蔽效应,工件的深孔、狭缝,管件的内壁等部位难以电镀上锌,因此工件的上述部位无法采用电镀的方法进行保护。
MIM如何选择粘结剂
粘结剂是MIM技术的核心,MIM与常规粉末冶金方法相比的一个重要差异即粘结剂含量高。粘结剂的主要作用是充当粘结金属粉末颗粒流动的载体以及成型后保持工件形状。
MIM用粘结剂应满足如下要求:
与粉末接触角小,粘附力强且不与粉末反应;射出温度范围内粘度变化不大,但冷却时粘度变化速度快不易粘模;用量少,用较少的粘结剂能使混合料产生较好的流变性;
粘结剂的选择十分关键,若粘结剂选择不当可能产生以下缺陷:
粘结剂是怎么分类的?
一个实用的粘结剂一般由几种组元组成,每种组元有各自独特的功能,按照功能可以分为主要粘结剂、次要粘结剂和添加剂这几种。根据粘结剂体系中主要粘结剂组元及其性质可以把粘结剂体系分为热塑性粘结剂、热固性粘结剂、凝胶体系和水溶性粘结剂以及特殊体系等。液压系统由一台液压站来操纵两只小油缸和两个大油缸,来完成启闭大盖、翻动搅拌缸功能。
其中,热塑性粘结剂应用***广泛,分为石蜡基粘结剂、油基粘结剂、聚合物基粘结剂等。下表列出了几种主要MIM粘结剂体系的优缺点 :
热塑性粘结剂一般由高分子聚合物、低分子物质以及必要的添加剂组成(石蜡基粘结剂、油基粘结剂等分类是根据低分子物质来区分的)。各组成部分作用如下:
高分子聚合物:黏度高,强度高,在***后及脱脂过程中保持坯块形状低分子物质:粘度低,流动性好,脱脂过程中能在较低温度下首先被脱除,在坯块中留下连通空隙,有利于后期快速热熔脂的进行添加剂:改善应力、降低粘度、增加润湿性或润滑性等
粉末冶金MIM工艺相比传统精铸工艺的优势
MIM使用的原料粉末粒度直径为2—15urn,而传统粉末冶金(PM)的原料粉末粒度为50—100urn。MIM工艺的成品密度高,原因是使用微细粉末。MIM产品形状自由度是PM所不能达到的。
传统的精密铸造(IC)工艺作为一种制作复杂形状产品极有效的技术,近年使用陶心辅助可以完成狭缝、深孔穴的产品,但碍于陶心的强度以及铸液的流动性限制,该工艺仍有某些技术上的难题。一般而言,此工艺制造大、中型零件较为合适,而小型复杂零件则MIM工艺较为合适,而且IC工艺材质受到一定限制。金属***成形(MetalInjectionMolding,MIM)是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。
压铸工艺适用于铝和锌合金等低熔点、铸流性好的材料,而MIM工艺适合各种材质。
精密锻造可以成型复杂零件,但不能成型三维复杂的小型零件,其产品的精度低,产品有局限。
传统机械加工法:近来靠自动化和数控提升加工能力,在效率和精度上有很大的进展,但是基本的程序上仍脱不开逐步加工车、刨、铣、磨、钻、抛等完成零件形状的方式,机械加工的方法精度和复杂度远优于其他方法,但是因为材料的有效利用率低,且形状的完成受限于设备与刀具,有些零件无法用机械加工完成。相反,MIM可以有效利用材料,形状自由度不受限制。对于小型、复杂、高难度形状的精密零件的制造,MIM工艺比较机械式加工而言,其成本较低且效率高,具有竞争力。3%,如果产品要求的公差很严格,MIM烧结件就需要二次加工,如CNC,数控车等,MIM的成本也趋向于增加,需要评估比较。