MIM和CIM是粉末注射成形工艺的两大分支。其中MIM是发展较早也较成熟的一个分支,不锈钢粉末冶金,被称为21世界较热门的零部件成形技术,它也的确没有辜负这样一个荣誉,其产业不断发展和壮大,并拥有了专门的金属注射成形生产设备。现在粉末注射成型工艺一出现*三大分支:AIM,即铝合金注射成型。近年来,随着金属注射成形工艺的不断成熟和普及,人们也越来越关注铝合金这种具有优异功能的特殊复合金属,因铝合金种类繁多,性质差异较大,表面较易被氧化的特点,其在注射成形方面与普通金属或合金要求是不同的,于是才会出现专门的AIM——铝合金注射成形。
任何一个工艺要想发展,形成一种产业,必须要通过生产设备的改进和升级来为企业提高生产效率,AIM也不例外,zui初它是没有**的设备的,传统粉末冶金和注塑行业通用生产设备以及金属注射成形**设备的都曾被用于该工艺中。但是它有其*特的原料特点,那些非**生产设备都无法很好满足其正常生产需要,即使勉强可以使用制品的质量也大打折扣。
AIM生产设备(主要是混炼造粒设备和注射设备)的研究是近几年才开始的,因为铝合金注射成形技术是非常先进的一门技术,国内对其研究也是刚刚开始,目前南京科技大学对此领域研究较早较多并已经取得一定研究成果,在领域的水平可以达到世界**。由于铝合金粉末的摩擦系数比普通金属粉末和陶瓷粉末都要小,因此就混炼设备和注射设备来讲,原则上是可以与其共用的。
随着AIM企业对生产效率和设备自动化,加工连续化程度以及设备性能等要求的提高,专业的铝合金注射成形混炼机、造粒机及注射机的研究开始被众多机械设备制造商提上日程。
目前国内已有少数几家机械设备制造商通过与高等院校合作的方式,在AIM**生产设备的研发生产方面取得了初步的成效,并在一些企业开始试用,其功能和特性还有待在以后的生产实践中不断摸索和改进,相信随着科技不断进步,这些生产设备也会朝着智能化、环保化、自动化发展。
金属粉末冶金是一种利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结制成金属或合金零部件的技术。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此应用十分广泛。在金属粉末冶金制品烧结中,烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时,烧结炉内的实际气氛,常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。下面我们就一起来了解一下:
一、保护气氛:保护气氛分为还原性气氛和中性气氛,还原性气氛又分为氢气和分解氨。在烧结过程中,保护气氛的主要作用是保护烧结制品不被氧化。
氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性,是一种化学活性较强的可燃性无毒气体,常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛;
分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体,在粉末冶金中即可作为还原剂,也用来作为烧结气氛,除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外,大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。
中性气氛:中性气氛主要包括氮气、氨气和真空,真空烧结能够避免气氛中的有害成分对粉末冶金零件造成污染等不利影响。
二、可控气氛:这类气氛分为放热型(不需要从外部供热)和吸热型气氛(需要从外部供热),都由碳氢化合物转化而成。
放热型可用于控制粉末冶金(含注射成形)烧结制品中的碳含量控制,分为淡型和浓型气氛,淡型放热气氛的碳势很低,精密粉末冶金,用作低碳钢、铜制品的烧结时,只用作无氧化加热;浓型放热气氛的碳势较高一些,可用作防止粉末冶金铁基、铜基零件的的氧化和减少铁基零件的脱碳。
吸热型气氛与放热型气氛相比较,大朗镇粉末冶金,是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛,在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛,有时也作为渗碳剂使用。
三、空气气氛:这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体,也可以看作是在常压状态下烧结,一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用
日本、美国及欧洲的金属注射成形协会联合发布ISO标准-ISO22068烧结金属注射成形材料规范,意在于为设计与材料工程师提供用MIM工艺制造的零件规定的材料所需要的资料。关于选择MIM工艺准则,确定有下列一些主要事项需要考虑:
☆质量/大量
对于在切削加工或磨削加工中材料损耗大的零件,MIM在降低生产成本上较有效。
☆数量
模具与创建费用对于低产量是难以承受的。因此,当年产量**过20000件时,对于MIM合适。
☆材料
对于像钛、不锈钢及镍合金之类难切削加工的材料设计的零件,MIM较有吸引力。
☆复杂性
MIM工艺适合制造几何形状复杂的以及在切削加工中需要转换位置的多轴零件。
☆使用性能
如果使用性能很重要,粉末冶金厂,则MIM的高密度形成的性能经常都有竞争力。
☆表面粗糙度
表面粗糙度反应了粉末颗粒的大小,然而不像其他竞争的工艺,可控的织构可能对成本没有什么影响。
☆公差
如果要求的公差紧密时,由于需要后续加工,MIM的成本趋向于增加,烧结件的公差大概在±0.3%。
☆组合
为了节省库存与组装费用,当讲多个零件团结为一个零件时,可以受益。
☆缺陷
必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置,或制造成形后除去例如浇口印迹、提模杆标记或接合线等。
☆新型组合材料
MIM可制造出用传统工艺难以制造的新型组合材料,例如叠片的、两种材料结构的或耐磨耗用的混合的金属-陶瓷材料。