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MIM簡介
MIM是一種新的零部件制備技術(shù),它是將塑料注射成形技術(shù)引入到粉末冶金領(lǐng)域而形成的一種新的零部件加工技術(shù)。塑料注射成形技術(shù)能生產(chǎn)出各種形狀復(fù)雜且價(jià)格低廉的塑料制品,但塑料制品強(qiáng)度不高,為了改善其性能,在塑料中添加金屬粉末以得到強(qiáng)度較高、耐磨性好的制品?,F(xiàn)在這一想法已發(fā)展為大限度地提高固體粒子含量,并在隨后的脫脂燒結(jié)過程中去除粘結(jié)劑,從而使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成型方法被稱為金屬注射成形。
MIM的工藝過程是:先將固體粉末與有機(jī)粘結(jié)劑均勻混練,經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下用注射成形機(jī)注入模腔內(nèi)固化成形,然后用化學(xué)或熱分解的方法將成形坯中的粘結(jié)劑脫除,經(jīng)燒結(jié)致密化得到產(chǎn)品。
MIM工藝產(chǎn)品不僅具有塑料注射成型工藝所具有的形狀復(fù)雜、易于大批量生產(chǎn)的特點(diǎn),而且具備與精密鑄造、鍛造接近的物理、化學(xué)與機(jī)械特性,在制備具有三維復(fù)雜幾何形狀、均勻組織結(jié)構(gòu)和高性能的近凈成形產(chǎn)品方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
因此,國際上普遍認(rèn)為技術(shù)的發(fā)展將會導(dǎo)致零部件成形與加工技術(shù)的一場革命,被譽(yù)為當(dāng)今熱門的零部件成形技術(shù)和21世紀(jì)的成形技術(shù)。
MIM工作原理
MIM流程結(jié)合了注塑成型設(shè)計(jì)的靈活性和精密金屬的高強(qiáng)度和整體性,來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何部件的低成本解決方案。
MIM流程分為四個(gè)獨(dú)特加工步驟(混合、成型、脫脂和燒結(jié))來實(shí)現(xiàn)零部件的生產(chǎn),針對產(chǎn)品特性決定是否需要進(jìn)行表面處理。
混料
混合過程在一個(gè)專門的混合設(shè)備中進(jìn)行,加熱到一定的溫度使粘結(jié)劑熔化。大部分情況使用機(jī)械進(jìn)行混合,直到金屬粉末顆粒均勻地涂上粘結(jié)劑然后放到機(jī)器里面擠壓成條形,切成顆粒狀(稱為原料),這些原料顆粒能夠直接放到注塑機(jī)里進(jìn)行注射成型成型。
注射成型的設(shè)備和技術(shù)與注塑成型是相似的。顆粒狀的原料被送入機(jī)器加熱并在高壓下注入模腔只是模腔尺寸設(shè)計(jì)時(shí),要考慮到產(chǎn)品在燒結(jié)過程的收縮率。每種金屬材料的收縮率是已知的,精確的。
脫脂
脫脂是將成型部件中粘結(jié)劑去除的過程。這個(gè)過程通常分幾個(gè)步驟完成。絕大部分的粘結(jié)劑是在燒結(jié)前去除的,殘留的部分能夠支撐部件進(jìn)入燒結(jié)爐。公司目前有脫脂燒結(jié)一體機(jī),即成型零部件的脫脂和燒結(jié)在一臺機(jī)器設(shè)備中自動完成。
燒結(jié)
經(jīng)過脫脂的部件被放進(jìn)高溫、高壓控制的燒結(jié)爐中。該部件在氣體的保護(hù)下被緩慢加熱,以去除殘留的的粘合劑。
粘結(jié)劑被清除后,該部件就會被加熱到很高的溫度,顆粒之間的空隙由于顆粒的融合而零件的高密度化是通過高的燒結(jié)溫度和長的燒結(jié)時(shí)間來達(dá)到的。從而大大提高和改善零件材料的力學(xué)性能。