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金屬注射成形(MIM)發(fā)展
金屬注射成形(metal Injection Molding,MIM)是一種適于生產(chǎn)小型、三維復(fù)雜形狀以及具有特殊性能要求制品的近凈成形工藝。
MIM是由傳統(tǒng)粉末冶金工藝與現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)融合發(fā)展而來,其基本工藝過程是:將各種微細(xì)金屬粉末(一般小于20μm)按一定的比例與預(yù)設(shè)粘結(jié)劑(各種熱塑性塑料,蠟及其他材料)均勻混合,制成具有流變特性的喂料,通過注射機(jī)注入模具型腔(或多模型腔)成型出零件毛坯,毛坯件經(jīng)過脫除粘結(jié)劑和高溫?zé)Y(jié)后,即可得到微觀組織均勻、材料高度致密的各種金屬零部件。分解氨是液氨經(jīng)熱分解后獲得的由氫和氮組合的混合氣體,在粉末冶金中即可作為還原劑,也用來作為燒結(jié)氣氛,除了某些含有氮成分的制品因與該氣氛產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)不能采用這種氣氛燒結(jié)以外,大多數(shù)的金屬都可采用這種氣氛來燒結(jié)。
MIM的發(fā)展進(jìn)程
20世紀(jì)70年代,美國(guó)學(xué)者Wiech首先開發(fā)出一種對(duì)金屬粉末進(jìn)行注射成形的粉末冶金工藝。20世紀(jì)80年代,美國(guó)倫賽爾理工學(xué)院開始開展MIM技術(shù)理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)的研究工作。液壓系統(tǒng)由一臺(tái)液壓站來操縱兩只小油缸和兩個(gè)大油缸,來完成啟閉大蓋、翻動(dòng)攪拌缸功能。美國(guó)Injectamax公司和德國(guó)BASF公司將脫脂時(shí)間從數(shù)十小時(shí)縮短到幾個(gè)小時(shí),而且保形性得到明顯改善,產(chǎn)品的尺寸精度從±0.5%提高到±0.3%。21世紀(jì)后,MIM工藝進(jìn)一步得到改進(jìn),新材料、新工藝不斷涌現(xiàn),產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速。形狀復(fù)雜、尺寸較小及產(chǎn)量大,這些都是MIM的強(qiáng)項(xiàng),使其在手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件、電子密封、切削工具及運(yùn)動(dòng)器材中找到大量應(yīng)用。
國(guó)內(nèi)當(dāng)前粉末冶金零件行業(yè)的挑戰(zhàn)
當(dāng)前粉末冶金零件行業(yè)和企業(yè)面臨嚴(yán)峻的市場(chǎng)挑戰(zhàn)。整個(gè)行業(yè)處于發(fā)展中的緊要關(guān)頭。近幾年來,市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大,粉末冶金零件行業(yè)和企業(yè)發(fā)展很快。二、鈍化處理所謂鈍化處理是指在一定的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理﹐在鍍層上形成一層堅(jiān)實(shí)致密的﹐穩(wěn)定性高的薄膜的表面處理方法。但是,企業(yè)長(zhǎng)期處于“上擠下壓”的環(huán)境中。原輔材料大幅度漲價(jià),而主機(jī)廠不斷降價(jià)。使企業(yè)的利潤(rùn)空間受到巨大沖擊,生存面臨嚴(yán)重考驗(yàn)。隨著原輔材料開始大幅度漲價(jià),使原本十分脆弱的企業(yè)利潤(rùn)雪上加霜。國(guó)內(nèi)粉末冶金零件廠的產(chǎn)品價(jià)格出現(xiàn)了更大偏移。
為促進(jìn)粉末冶金行業(yè)和諧健康持續(xù)發(fā)展,遵循科學(xué)發(fā)展觀,營(yíng)造公平公正的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,保護(hù)企業(yè)利益,維護(hù)粉末冶金制品行業(yè)形象,提倡全行業(yè)共同努力,克服困難,度過難關(guān)。
首先,產(chǎn)業(yè)要加強(qiáng)廠際合作,加強(qiáng)交流溝通,穩(wěn)定各自市場(chǎng)份額,反對(duì)行業(yè)內(nèi)部采取不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)行為。團(tuán)結(jié)協(xié)作,相互尊重,共同進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)雙贏。
其次,鑒于當(dāng)前形勢(shì),根據(jù)國(guó)際慣例,建議各會(huì)員單位根據(jù)本企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)、質(zhì)量、設(shè)備、所用原料、批量大小等具體情況,在與使用單位充分協(xié)商的基礎(chǔ)上,適當(dāng)提高產(chǎn)品銷售價(jià)格。若今后原輔材料繼續(xù)上漲,粉末冶金產(chǎn)品價(jià)格還可以隨時(shí)上調(diào)。
各企業(yè)在加強(qiáng)自身管理,加強(qiáng)工藝技術(shù)改進(jìn),提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品技術(shù)含量,盡可能挖掘企業(yè)內(nèi)部潛力,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)粉末冶金行業(yè)更好更快發(fā)展的同時(shí),為客戶提供性價(jià)比更高的產(chǎn)品與服務(wù)。
AIM工藝簡(jiǎn)介及AIM生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀
MIM和CIM是粉末注射成形工藝的兩大分支。其中MIM是發(fā)展最早也最成熟的一個(gè)分支,被稱為21世界最熱門的零部件成形技術(shù),它也的確沒有辜負(fù)這樣一個(gè)榮譽(yù),其產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展和壯大,并擁有了專門的金屬注射成形生產(chǎn)設(shè)備。21世紀(jì)后,MIM工藝進(jìn)一步得到改進(jìn),新材料、新工藝不斷涌現(xiàn),產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速?,F(xiàn)在粉末注射成型工藝一出現(xiàn)第三大分支:AIM,即鋁合金注射成型。近年來,隨著金屬注射成形工藝的不斷成熟和普及,人們也越來越關(guān)注鋁合金這種具有優(yōu)異功能的特殊復(fù)合金屬,因鋁合金種類繁多,性質(zhì)差異較大,表面極易被氧化的特點(diǎn),其在注射成形方面與普通金屬或合金要求是不同的,于是才會(huì)出現(xiàn)專門的AIM——鋁合金注射成形。
任何一個(gè)工藝要想發(fā)展,形成一種產(chǎn)業(yè),必須要通過生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)和升級(jí)來為企業(yè)提高生產(chǎn)效率,AIM也不例外,zui初它是沒有專用的設(shè)備的,傳統(tǒng)粉末冶金和注塑行業(yè)通用生產(chǎn)設(shè)備以及金屬注射成形專用設(shè)備的都曾被用于該工藝中。密煉機(jī)是一種設(shè)有一對(duì)特定形狀并相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、在可調(diào)溫度和壓力的密閉狀態(tài)下間隙性地對(duì)聚合物材料進(jìn)行塑煉和混煉的機(jī)械,主要由密煉室、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子密封裝置、加料壓料裝置、卸料裝置、傳動(dòng)裝置及機(jī)座等部分組成。但是它有其獨(dú)特的原料特點(diǎn),那些非專用生產(chǎn)設(shè)備都無法很好滿足其正常生產(chǎn)需要,即使勉強(qiáng)可以使用制品的質(zhì)量也大打折扣。
AIM生產(chǎn)設(shè)備(主要是混煉造粒設(shè)備和注射設(shè)備)的研究是近幾年才開始的,因?yàn)殇X合金注射成形技術(shù)是非常先進(jìn)的一門技術(shù),國(guó)內(nèi)對(duì)其研究也是剛剛開始,目前南京科技大學(xué)對(duì)此領(lǐng)域研究較早較多并已經(jīng)取得一定研究成果,在領(lǐng)域的水平可以達(dá)到世界前三。②鐵素體:碳溶于a-Fe中的間隙式固溶體稱為鐵素體,常用F表示。由于鋁合金粉末的摩擦系數(shù)比普通金屬粉末和陶瓷粉末都要小,因此就混煉設(shè)備和注射設(shè)備來講,原則上是可以與其共用的。
隨著AIM企業(yè)對(duì)生產(chǎn)效率和設(shè)備自動(dòng)化,加工連續(xù)化程度以及設(shè)備性能等要求的提高,專業(yè)的鋁合金注射成形混煉機(jī)、造粒機(jī)及注射機(jī)的研究開始被眾多機(jī)械設(shè)備制造商提上日程。
目前國(guó)內(nèi)已有少數(shù)幾家機(jī)械設(shè)備制造商通過與高等院校合作的方式,在AIM專用生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)方面取得了初步的成效,并在一些企業(yè)開始試用,其功能和特性還有待在以后的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷摸索和改進(jìn),相信隨著科技不斷進(jìn)步,這些生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)朝著智能化、環(huán)?;⒆詣?dòng)化發(fā)展。金屬表面發(fā)黑(發(fā)藍(lán))處理工藝鋼制件的表面發(fā)黑處理,也有被稱之為發(fā)藍(lán)處理。