微机械或微机电系统(MEMS)是20世纪80年代后期发展起来的一门新兴的交叉学科,已被公认为21世纪重点发展的关键学科之一。
微机械或微机电系统的实用化依赖于微细加工技术的进步,金属微注射成型技术是批量化高效率生产高精度、高性能微型金属或陶瓷零件的一种zui有效的方法。
金属微注射成型技术是指利用MIM工艺生产微米尺寸或微米结构金属或陶瓷零件的一门工艺技术,一般指尺寸小于1mm或局部微米级精细结构的精密零件。
目前,采用适当的细粉,可以制取25~50μm厚、局部结构细节小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金属或陶瓷零件。
金属注射成型零件的尺寸向两个较端发展,粉末冶金注射成型,微米尺寸精密零件有着巨大的市场容量和发展潜力。这些小零件的技术附加值非常高,例如光纤金属套、激光导管、印刷电路微型钻、微电子执行器及YA科医用等零件,每千克售价为4000~20000美元。
微注射成型产品在执行器、传感器、袖珍消费品、航空航天、电子组装工具、氧分析仪、过滤器及医用保健设备等方面有着广阔的应用前景。
限制微注射成型技术发展的主要障碍是精密微细模具的制造、狭窄缝隙的注射充填及为小零件的操作处理。
生产这类高精度微小零件的模具比常规模具要精密的多,需要用到各类现金为细加工技术,如光刻加工、电铸加工、微细切割、微细电火花加工等。采用LIGA(德文制版术、电铸成型和注塑成型三次缩写)等工艺制造塑料消失模具方法,可以很好地解决上述问题。
达克罗是DACROMET译音和缩写,简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内命名为锌铬涂层,是一种新型的耐腐涂层,与传统的电镀锌相比:锌铬涂层耐腐蚀性能较强,是镀锌的7—10倍,无氢脆性,特别适用于高强度受力件,高耐热性、耐热温度300℃,尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件、高附着性、高减磨性、高耐气候性、高耐化学品稳定性、无污染性。达克罗技术的基体材料范围:钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金,铜、镍、锌等及其合金。而且涂覆全过程中无污染,是一场金属表面处理技术的革命,是当今世界上金属表面处理富有代表性的高的新技术。
粉末注射成型适用不锈钢,铁基合金,磁性材料,钨合金,硬质合金,盐田区粉末冶金,精细陶瓷等系列。所制备的零件广泛应用于航空航天工业、汽车业、兵工业、医用器械、机械行业、日用品等领域。那么粉末注射成型和其他成形工艺特点的比较,不锈钢粉末冶金,哪个更具优势呢?
(一)与传统粉末冶金工艺比较
粉末注射成型作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术,具有常规粉末冶金方法无法比拟的优势。MIM能制造许多具有复杂形状特征的零件:如各种外部切槽,外螺纹,锥形外表面,交叉通孔、盲孔,凹台与键销,铁基粉末冶金,加强筋板,表面滚花等等,具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。
(二)与比精密铸造比较
精密铸造对于熔点相对较低的金属或合金,精密铸造也可以成形三维复杂形状的零件。但对于难熔金属和合金、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等却无能为力,这是精密铸造的本质所决定的。另外,对于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密铸造是十分困难或不可行的。
(三)与机加工比较
传统机械加工法,近来靠自动化而提升其加工能力,在效率和精度上有较大的进步,但是基本的程序上仍脱不开逐步加工(车削、刨、铣、磨、钻孔、抛光等)完成零件形状的方式。
机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法,但是因为材料的有效利用率低,且其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。相反的,粉末注射成型可以有效利用材料,形状自由度不受限制。对于小型、高难度形状的精密零件的制造,粉末注射成型工艺比较机械加工而言,其成本较低且效率高,具有很强的竞争力。MIM技术弥补了传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺憾,并非与传统加工方法竞争。粉末注射成型技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域发挥其特长。