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粉末冶金生胚強(qiáng)度
粉末冶金生胚強(qiáng)度的概念粉末冶金生坯強(qiáng)度是指冷壓的粉末壓坯的機(jī)械強(qiáng)度。粉末冶金零件生坯具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度是必要的,以便壓坯從陰模中脫出和將其運(yùn)送到燒結(jié)爐而不會(huì)損壞。生坯強(qiáng)度取決于金屬粉末的種類(lèi)與施加的壓力。金屬粉末注射成型技術(shù)的工作原理金屬粉末注射成型技術(shù)是將現(xiàn)代塑料噴射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門(mén)新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)。軟金屬的粉末、不規(guī)則顆粒形狀或多孔性顆粒結(jié)構(gòu)的粉末都具有較高的生坯強(qiáng)度。對(duì)于軟金屬,用較低的壓力即可生產(chǎn)出能夠進(jìn)行搬運(yùn)的壓坯。較硬的粉末則需要較高的壓力。
要理解粉末冶金生坯強(qiáng)度,就必須知道哪種力使金屬之間產(chǎn)生黏著。當(dāng)使清潔的金屬表面相互接觸時(shí),由于它們之間的接觸面積小,從而它們之間的黏著力小。施加壓力使接觸面積增大,不管顆粒形狀和表面粗糙度如何,這種接觸面積大體上正比于施加的壓力。很好的耐蝕性能:達(dá)克羅膜層的厚度僅為4-8μm,但其防銹效果卻是傳統(tǒng)電鍍鋅、熱鍍鋅或涂料涂覆法的7-10倍以上。對(duì)粉末冶金生坯強(qiáng)度的這種解釋就將重點(diǎn)放在了建立顆粒之間原子與原子的金屬接觸。如上所述,與球形顆粒粉末相比,不規(guī)則形狀顆粒壓制的壓坯具有較高的生坯強(qiáng)度。這種較高的強(qiáng)度來(lái)自于粉末冶金壓坯中不規(guī)則形狀顆粒之間的相互聯(lián)鎖。對(duì)相互聯(lián)鎖現(xiàn)象的解釋仍然有爭(zhēng)議,但看起來(lái)可能是由于在由不規(guī)則顆粒壓制的壓坯中,在相當(dāng)大程度上,相鄰顆粒之間形成了較好的原子接觸。
粉末冶金工藝很適用于大批量生產(chǎn)這類(lèi)的零件。它可以為各種形狀復(fù)雜的零件生產(chǎn)設(shè)計(jì)且不浪費(fèi)材料。達(dá)克羅涂層的導(dǎo)電性能不是太好,因此不宜用于導(dǎo)電連接的零件,如電器的接地螺栓等。不過(guò),制造鐵框在技術(shù)上并非易事。在早期開(kāi)發(fā)中,使用傳統(tǒng)潤(rùn)滑劑,諸如硬脂酸鋅與EBS臘等進(jìn)行過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn),生坯廢品率高達(dá)50%。目前,有通過(guò)用溫壓提高生坯密度和通過(guò)采用模壁潤(rùn)滑減少或消除混合粉中的潤(rùn)滑劑的方法來(lái)提高生坯強(qiáng)度。
2017-2018年MIM行業(yè)的新技術(shù)趨勢(shì)
MIM(metal Injection Molding,金屬注射成型)雖然是一個(gè)小行業(yè),相關(guān)從業(yè)人員不超過(guò)幾百萬(wàn);有趣的是,MIM卻影響了大行業(yè),卡托曾經(jīng)于2012~2016采用MIM來(lái)制作的”爆品”零件,那是影響了數(shù)十億用戶(hù)啊!那么2017-2018年,MIM又會(huì)有哪些值得期待的亮點(diǎn)?以及常州精研科技股份有限公司,是國(guó)內(nèi)最先上市的MIM企業(yè)代表。
1.氣態(tài)草酸催化脫脂-下一代催化脫脂我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的新技術(shù)
在2010年開(kāi)始,由德國(guó)BASF引進(jìn)的HNO3催化脫脂是國(guó)內(nèi)MIM近幾年的主流脫脂工藝,但其操作危 險(xiǎn)性和環(huán)境危 害性是行業(yè)內(nèi)都知道的無(wú)奈事實(shí),從早期設(shè)備安全偵測(cè)不足引發(fā)氣爆、幾位從業(yè)人員失當(dāng)操作被HNO3不同程度灼 傷,以及近年政府嚴(yán)加管制HNO3的使用以防止環(huán)境的破 壞。☆缺陷必須使MIM固有的缺陷處于非關(guān)鍵位置,或制造成形后除去例如澆口印跡、提模桿標(biāo)記或接合線等。在此背景下,下一代催化脫脂新技術(shù)-氣態(tài)草酸脫催化脂技術(shù),開(kāi)始出現(xiàn)在本次粉末冶金展,并且是由我國(guó)業(yè)者獨(dú)創(chuàng)的新技術(shù)。
1)世界獨(dú)步技術(shù);
2)固體草酸環(huán)保且安全,免除液體催化劑的各種風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)減輕了企業(yè)使用脫脂后必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任;
3)草酸排放的碳?xì)溲趸衔锉菻NO3的氮氧更環(huán)保;
4) 外部加熱汽化系統(tǒng),改變了過(guò)去液體滴酸的干擾,提升了脫脂效率。
粉末冶金行業(yè)發(fā)展勢(shì)不可擋
粉末冶金屬于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),以制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合以及各種類(lèi)型制品的工藝技術(shù)。
我國(guó)粉末冶金行業(yè)起步較晚,但發(fā)展迅猛,特別是汽車(chē)行業(yè)、機(jī)械制造、金屬行業(yè)、航空航天、儀器儀表、五金工具、工程機(jī)械、電子家電及高科技產(chǎn)業(yè)等迅猛發(fā)展,為粉末冶金行業(yè)帶來(lái)了較大的發(fā)展機(jī)遇。
具體數(shù)據(jù)顯示,1948年我國(guó)硬質(zhì)合金產(chǎn)量?jī)H有2-3萬(wàn)噸,但2000年后我國(guó)粉末冶金市場(chǎng)迅速崛起。2009年我國(guó)粉末冶金行業(yè)產(chǎn)量為11.30萬(wàn)噸,超過(guò)日本躍居亞洲首位。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。2014年粉末冶金行業(yè)銷(xiāo)量達(dá)19.18萬(wàn)噸,2017年增長(zhǎng)至20.08萬(wàn)噸,增幅為4.7%。
從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,現(xiàn)階段,我國(guó)粉末冶金產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車(chē)、家電、電動(dòng)工具、摩托車(chē)、農(nóng)業(yè)機(jī)械及工程機(jī)械等工業(yè)。隨著我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展,粉末冶金制品本土化需求不斷擴(kuò)大,2016年,應(yīng)用于汽車(chē)方面的粉末冶金零件共10.09萬(wàn)噸,占比54.69%,同比上升6.55%。4)外部加熱汽化系統(tǒng),改變了過(guò)去液體滴酸的干擾,提升了脫脂效率。未來(lái)下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會(huì)繼續(xù)拉動(dòng)上游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,整個(gè)行業(yè)的容量仍在不停擴(kuò)大。
汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用較少,技術(shù)相對(duì)落后
在發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、歐洲、日本,粉末冶金產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域,汽車(chē)粉末冶金產(chǎn)品占粉末冶金總產(chǎn)品的比例高達(dá)80%以上,其產(chǎn)品包括VVT(可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng))、VCT(可變氣門(mén)凸輪軸正時(shí)系統(tǒng))、各類(lèi)泵組件、鏈輪、同步環(huán)、行星齒輪等,種類(lèi)覆蓋十分齊全。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(chē)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。
而在我國(guó),2017年,粉末冶金市場(chǎng)汽車(chē)應(yīng)用占比僅為60%。我國(guó)粉末冶金汽車(chē)零件占比遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家,占比提升潛力大。
單車(chē)用量方面,中國(guó)提升空間同樣相對(duì)可觀。2017年,北美粉末冶金零件單車(chē)用量可達(dá)18.6Kg,日本為8.0Kg,歐洲為7.2Kg,而中國(guó)僅為4.5Kg。一、電鍍電鍍是一種化學(xué)過(guò)程,它是在外界直流電源的作用下通過(guò)兩類(lèi)導(dǎo)電在陽(yáng)極和陰極兩個(gè)電極上進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。這種差距產(chǎn)生的主要原因是,我國(guó)國(guó)內(nèi)很多粉末冶金產(chǎn)品達(dá)不到要求的尺寸公差與性能參數(shù),因此,汽車(chē)主機(jī)廠只能選擇成本更高的鍛造零件與機(jī)加工零件。
國(guó)內(nèi)企業(yè)成本優(yōu)勢(shì)顯著,進(jìn)口替代空間廣闊
與國(guó)外公司相比,國(guó)內(nèi)企業(yè)在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有優(yōu)勢(shì),能夠?yàn)橹鳈C(jī)廠與一級(jí)供應(yīng)商提供更低價(jià)的粉末冶金產(chǎn)品。同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)交貨周期短,售后服務(wù)快速、及時(shí),能夠?yàn)閲?guó)內(nèi)主機(jī)廠提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
從技術(shù)角度來(lái)看,2015年,發(fā)布《中國(guó)制造2025》的通知,其中重點(diǎn)提出要大力發(fā)展智能制造、增材制造、新材料、生物醫(yī)用等領(lǐng)域。我們認(rèn)為在國(guó)家政策的大力扶持下,國(guó)內(nèi)粉末冶金技術(shù)有望得到快速發(fā)展,替代市場(chǎng)逐步由低端轉(zhuǎn)向高技術(shù)。
另外,專(zhuān)利申請(qǐng)授權(quán)量的持續(xù)增長(zhǎng)彰顯粉末冶金技術(shù)的不斷成熟。2016年,我國(guó)鑄造、粉末冶金專(zhuān)利申請(qǐng)授權(quán)量為8295項(xiàng),同比增長(zhǎng)11.62%,近五年(2012-2016年)復(fù)合增長(zhǎng)率為16.02%。
綜合來(lái)看,國(guó)內(nèi)粉末冶金產(chǎn)品進(jìn)口替代空間十分廣闊