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不銹鋼喂料生產(chǎn)之混煉時(shí)的粘結(jié)劑與粉末的選擇及重要性
金屬喂料的生產(chǎn)是金屬注射成形行業(yè)不可或缺的組成部分,因?yàn)楣に嚰夹g(shù)要求注射原料必須為一定大小的均勻顆粒,而不能直接使用粉末。因此,喂料生產(chǎn)對(duì)整個(gè)行業(yè)來(lái)講非常必要。目前大部分金屬喂料都有專業(yè)的供應(yīng)商,有些比較有實(shí)力的大型工藝使用商也在喂料生產(chǎn)領(lǐng)域積極探索,試圖降低生產(chǎn)成本的同時(shí)生產(chǎn)出適合更多適合自身生產(chǎn)需要的喂料。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。說(shuō)到喂料生產(chǎn)就不得不提混煉,混煉是喂料生產(chǎn)的第1步,它是使金屬粉末表面包覆一層粘結(jié)劑,使得金屬粉末和粘結(jié)劑組成均勻一致混合料的過(guò)程。業(yè)內(nèi)人士都知道混煉對(duì)喂料生產(chǎn)很重要,但卻并不是所有人都能系統(tǒng)知道哪些因素會(huì)影響到混煉效果,今天小編就和大家一起從粉末與粘結(jié)劑配比和加料順序的角度了解一下。
為什么要重視金屬粉末與粘結(jié)劑的配比呢?這是因?yàn)槲沽闲阅艿暮脡牟粫?huì)在混煉過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái),而是會(huì)在后續(xù)的注射成形工藝中間接影響注射效果和制品的最終性能。在進(jìn)行混煉時(shí)就要考慮到注射成形的難易程度和脫粘后的變形情況。
首先要確定金屬粉末和粘結(jié)劑的搭配比例,當(dāng)粘結(jié)劑比例過(guò)大時(shí),會(huì)減小喂料的粘度,使金屬粉末顆粒間的接觸減弱,造成后續(xù)脫除粘結(jié)劑時(shí)變形嚴(yán)重或坍塌;粘結(jié)劑比例過(guò)小時(shí),喂料的粘度雖然提高,但是容易形成空隙,不容易注射,而且脫粘后制品容易裂紋或開(kāi)裂。一個(gè)實(shí)用的粘結(jié)劑一般由幾種組元組成,每種組元有各自獨(dú)特的功能,按照功能可以分為主要粘結(jié)劑、次要粘結(jié)劑和添加劑這幾種。
對(duì)于不同的金屬粉末,其混煉時(shí)選擇的粘結(jié)劑種類也不同,配比自然也不同。一般要按照粘結(jié)劑和粉末密度算出其質(zhì)量比,按照這個(gè)比例來(lái)進(jìn)行配比。三、空氣氣氛:這種燒結(jié)氣氛主要是在燒結(jié)爐內(nèi)通過(guò)一定空氣氣體,也可以看作是在常壓狀態(tài)下燒結(jié),一般在金屬?gòu)?fù)合材料和陶瓷材料的燒結(jié)制品中應(yīng)用。有些人還試圖在喂料生產(chǎn)時(shí)加入表面活性劑,實(shí)驗(yàn)表明這會(huì)降低粘結(jié)劑對(duì)粉末的濕潤(rùn)性,減少粘結(jié)劑的使用量,進(jìn)而提高金屬喂料中金屬粉末的裝載量。
對(duì)于混煉時(shí)粉末和粘結(jié)劑的加入順序也有比較嚴(yán)格的規(guī)定,加料的順序一般是先加入高熔點(diǎn)組元熔化,然后降溫,加入低熔點(diǎn)組元,然后分批加入金屬粉末。這樣能防止低熔點(diǎn)組元的氣化或分解,分批加入金屬粉可防止降溫太快而導(dǎo)致的扭矩急增,減少設(shè)備損失。
綜上,金屬喂料生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)是混煉,而影響混煉效果的主要因素是粘結(jié)劑和金屬粉末的配比和加入順序,因此進(jìn)行科學(xué)配比和加料對(duì)金屬喂料的生產(chǎn)至關(guān)重要。
不銹鋼拋光一
金屬注射成型產(chǎn)品燒結(jié)出來(lái)后,因?yàn)楦鞣N原因,表面的光潔度相對(duì)比較粗糙,并有輕微的毛刺,并可能有細(xì)小的不銹鋼粉粒黏著在產(chǎn)品表面。為了達(dá)到表面光潔度(有的產(chǎn)品甚至要求達(dá)到鏡面效果,如蘋果的Logo產(chǎn)品)和去毛刺的要求,往往都會(huì)增加研磨、拋光、噴砂等表面處理工藝。一、第1把火——退火:1、退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度,根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間,然后進(jìn)行緩慢冷卻,目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到平衡狀態(tài),獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。
1. 機(jī)械拋光
機(jī)械拋光是靠切削、材料外表塑性變形去掉被拋光后的凸部而得到平滑面的拋光方式,一般運(yùn)用油石條、羊毛輪、砂紙等,以手工操作為主,特別零件如回轉(zhuǎn) 體外表,可運(yùn)用轉(zhuǎn)臺(tái)等輔佐工具,外表質(zhì)量要求高的可采取超精研拋的方式。
2.化學(xué)拋光
其長(zhǎng)處是加工設(shè)備投資少,龐雜件能拋,速度快,防腐性好。,效率高, 其缺陷是光明度差,有氣體溢出,須要通風(fēng)設(shè)備,加溫艱難。適宜加工小批量龐雜件及小零件光明度要求不高的產(chǎn)品。
化學(xué)拋光是讓材料在化學(xué)介質(zhì)中外表宏觀凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解,從而得到平滑面。這種方式的重要長(zhǎng)處是不需龐雜設(shè)備,可以拋光外形龐雜的工件,可以同時(shí)拋光很多工件,效率高。化學(xué)拋光的核心問(wèn)題是拋光液的配制。結(jié)合力及再涂性能好:達(dá)克羅涂層與金屬基體有良好的結(jié)合力,而且與其他附加涂層有強(qiáng)烈的粘著性,處理后的零件易于噴涂著色,與有機(jī)涂層的結(jié)合力甚至超過(guò)了磷化膜?;瘜W(xué)拋光得到的外表毛糙度一般為數(shù)10μm。
其長(zhǎng)處是鏡面光澤維持長(zhǎng),工藝穩(wěn)固,污染少,本錢低,防腐性好。其缺陷是防污染性高,加工設(shè)備一次性投資大,龐雜件要工裝、輔佐電極,大批生產(chǎn)還須要降溫設(shè)備。MIM用粘結(jié)劑應(yīng)滿足如下要求:與粉末接觸角小,粘附力強(qiáng)且不與粉末反應(yīng)。適宜批量生產(chǎn),重要應(yīng)用于出口產(chǎn)品,有公差產(chǎn)品,其加工工藝穩(wěn)固,操作上也相對(duì)簡(jiǎn)略。
電解拋光根底原理與化學(xué)拋光雷同,即靠選擇性的溶解材料外表渺小凸出部分,使外表光滑。與化學(xué)拋光相比,可以清除陰極反映的影響,效果較好。
電化學(xué)拋光過(guò)程分為兩步:
(1)宏觀整平 溶解產(chǎn)物向電解液中分散,材料外表幾何毛糙下降,Ra>1μm。
(2)微光平坦陽(yáng)極極化,外表光明度提高,Ra<1μm。
粉末注射成型技術(shù)彎道超車
粉末注射成型適用不銹鋼,鐵基合金,磁性材料,鎢合金,硬質(zhì)合金,精細(xì)陶瓷等系列。所制備的零件廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)、汽車業(yè)、兵工業(yè)、醫(yī)用器械、機(jī)械行業(yè)、日用品等領(lǐng)域。那么粉末注射成型和其他成形工藝特點(diǎn)的比較,哪個(gè)更具優(yōu)勢(shì)呢?
(一)與傳統(tǒng)粉末冶金工藝比較
粉末注射成型作為一種制造高質(zhì)量精密零件的近凈成形技術(shù),具有常規(guī)粉末冶金方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。MIM能制造許多具有復(fù)雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表面,交叉通孔、盲孔,凹臺(tái)與鍵銷,加強(qiáng)筋板,表面滾花等等,具有以上特征的零件都是無(wú)法用常規(guī)粉末冶金方法得到的。,效率高,其缺陷是光明度差,有氣體溢出,須要通風(fēng)設(shè)備,加溫艱難。
(二)與比精密鑄造比較
精密鑄造對(duì)于熔點(diǎn)相對(duì)較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維復(fù)雜形狀的零件。但對(duì)于難熔金屬和合金、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷等卻無(wú)能為力,這是精密鑄造的本質(zhì)所決定的。另外,對(duì)于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密鑄造是十分困難或不可行的。
(三)與機(jī)加工比較
傳統(tǒng)機(jī)械加工法,近來(lái)靠自動(dòng)化而提升其加工能力,在效率和精度上有極大的進(jìn)步,但是基本的程序上仍脫不開(kāi)逐步加工(車削、刨、銑、磨、鉆孔、拋光等)完成零件形狀的方式。
機(jī)械加工方法的加工精度遠(yuǎn)優(yōu)于其他加工方法,但是因?yàn)椴牧系挠行Ю寐实?,且其形狀的完成受限于設(shè)備與刀具,有些零件無(wú)法用機(jī)械加工完成。相反的,粉末注射成型可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。對(duì)于小型、高難度形狀的精密零件的制造,粉末注射成型工藝比較機(jī)械加工而言,其成本較低且效率高,具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。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。MIM技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無(wú)法制作的缺憾,并非與傳統(tǒng)加工方法競(jìng)爭(zhēng)。粉末注射成型技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法無(wú)法制作的零件領(lǐng)域發(fā)揮其特長(zhǎng)。
金屬微注射成型技術(shù)(μ-MIM)
微機(jī)械或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的一門新興的交叉學(xué)科,已被公認(rèn)為21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵學(xué)科之一。
微機(jī)械或微機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)用化依賴于微細(xì)加工技術(shù)的進(jìn)步,金屬微注射成型技術(shù)是批量化高效率生產(chǎn)高精度、高性能微型金屬或陶瓷零件的一種zui有效的方法。
金屬微注射成型技術(shù)是指利用MIM工藝生產(chǎn)微米尺寸或微米結(jié)構(gòu)金屬或陶瓷零件的一門工藝技術(shù),一般指尺寸小于1mm或局部微米級(jí)精細(xì)結(jié)構(gòu)的精密零件。
目前,采用適當(dāng)?shù)募?xì)粉,可以制取25~50μm厚、局部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金屬或陶瓷零件。
金屬注射成型零件的尺寸向兩個(gè)極端發(fā)展,微米尺寸精密零件有著巨大的市場(chǎng)容量和發(fā)展?jié)摿?。這些小零件的技術(shù)附加值非常高,例如光纖金屬套、激光導(dǎo)管、印刷電路微型鉆、微電子執(zhí)行器及YA科醫(yī)用等零件,每千克售價(jià)為4000~20000美元。
微注射成型產(chǎn)品在執(zhí)行器、傳感器、袖珍消費(fèi)品、航空航天、電子組裝工具、氧分析儀、過(guò)濾器及醫(yī)用保健設(shè)備等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
限制微注射成型技術(shù)發(fā)展的主要障礙是精密微細(xì)模具的制造、狹窄縫隙的注射充填及為小零件的操作處理。
生產(chǎn)這類高精度微小零件的模具比常規(guī)模具要精密的多,需要用到各類現(xiàn)金為細(xì)加工技術(shù),如光刻加工、電鑄加工、微細(xì)切割、微細(xì)電火花加工等。采用LIGA(德文制版術(shù)、電鑄成型和注塑成型三次縮寫)等工藝制造塑料消失模具方法,可以很好地解決上述問(wèn)題。