金屬粉末冶金中燒結氣氛的相關性
金屬粉末冶金是以金屬粉末(或金屬粉末和非金屬粉末的混合物)為原料,通過成型和燒結制造金屬或合金零件的技術。該技術可直接生產多孔、半致密或全致密的材料和制品,因此應用廣泛。微弧氧化(MAO)微弧氧化:向電解質溶液(通常為弱堿性溶液)施加高電壓形成陶瓷表面膜的過程,是物理放電和電化學氧化協同作用的結果。在金屬粉末冶金制品的燒結中,燒結氣氛是影響燒結制品性能的重要因素之一。粉末燒結氣氛是指粉末冶金制品燒結時燒結爐內的實際氣氛。常用的燒結氣氛主要包括保護氣氛, 可控大氣和空氣。讓我們來看看:
1.保護氣氛:保護氣氛分為還原性氣氛和中性氣氛,還原性氣氛分為氫氣和分解氨。在燒結過程中,保護氣氛的主要作用是保護燒結制品不被氧化。
知乎16>氫氣在一定溫度下具有很強的滲透性,是一種易燃無毒的氣體,具有很強的化學活性,常用于鎢、硬質合金、不銹鋼等難熔粉末冶金制品的燒結中作為保護氣氛。
分解氨是由液氨熱分解得到的氫氣和氮氣組成的混合氣體,在粉末冶金中可用作還原劑和燒結氣氛。大多數金屬可以在這種氣氛中燒結,除了一些含氮的產品因為與它發生化學反應而不能在這種氣氛中燒結。
中性氣氛:中性氣氛主要包括氮氣、氨氣和真空,真空燒結可以避免氣氛中的有害成分污染粉末冶金零件。
2.可控氣氛:這種氣氛可分為放熱氣氛(無外加熱)和吸熱氣氛(有外加熱),兩者都是由碳氫化合物轉化而來。
放熱氣氛可用于控制粉末冶金(包括注射成型)燒結制品中的碳含量,分為輕氣氛和致密氣氛。輕放熱氣氛碳勢低,用于燒結低碳鋼和銅制品時僅用于無氧化加熱。集中放熱氣氛的碳勢較高,可用于防止粉末冶金中鐵基和銅基零件的氧化,減少鐵基零件的脫碳。②能消除網狀二次滲碳體,細化珠光體,不僅提高力學性能,而且有利于今后的球化退火。
與放熱氣氛相比,吸熱氣氛是一種可控氣氛,還原性更強,碳勢更高。主要用作粉末冶金中燒結鐵基零件和銅基零件的保護氣氛,有時也用作滲碳劑。
3.空氣氣氛:這種燒結氣氛主要是通過燒結爐中一定的空氣氣體,也可視為常壓燒結,一般用于金屬復合材料和陶瓷材料的燒結制品。
AIM工藝簡介及AIM生產設備發展現狀
MIM和CIM是粉末注射成型工藝的兩個分支?!钚阅苋绻f性能很重要的話,高密度的MIM形成的性能往往是有競爭力的。其中,金屬注射成形(MIM)是最早、最成熟的分支,被稱為21世紀最熱門的零件成形技術。它確實沒有辜負這樣的榮譽。其產業不斷發展壯大,擁有專業化的金屬注塑生產設備?,F在出現了粉末注射成型技術的第三個分支:AIM,即鋁合金注射成型。近年來,隨著金屬注射成型技術的不斷成熟和普及,鋁合金這種功能優異的特種復合金屬越來越受到人們的重視。由于各種鋁合金的特點,性能差異很大,表面容易氧化, 它對注塑的要求不同于一般的金屬或合金,所以會有一個特殊的目的——鋁合金注塑。
任何一種工藝要想發展并形成產業,都需要通過生產設備的改進和升級來為企業提高生產效率,AIM也不例外。zui剛開始的時候,沒有專門的設備。在此過程中使用了粉末冶金和注射成型工業中傳統的通用生產設備和金屬注射成型專用設備。通過回火可以穩定金相組織,保證在以后的使用中不會變形。但它有其獨特的原料特性,那些非專用的生產設備無法很好地滿足其正常生產需求,即使勉強可以使用,產品質量也大打折扣。
AIM生產設備(主要是混合造粒設備和注射設備)的研究是近幾年才開始的,因為鋁合金注射成型技術是一項非常先進的技術,國內對它的研究才剛剛開始。目前,南京理工大學對這一領域的研究較早,取得了一些研究成果,在該領域的水平可以達到世界前三。表面處理是通過加工將一種材料轉化為另一種材料的方式,稱為表面處理,主要是提高物體表面的美感。金屬表面處理還可以保護材料免受環境污染。目前我們常見的有兩種:烤漆和電鍍。因為鋁合金粉末的摩擦系數小于普通金屬粉末和陶瓷粉末, 原則上可與混合設備和注射設備共用。
隨著AIM企業生產效率、設備自動化、加工連續性和設備性能的提高,專業鋁合金注射成型混合機、造粒機和注射機的研究被許多機械設備制造商提上日程。
目前,國內少數機械設備制造商通過與大專院校合作,在AIM專用生產設備的研發和生產方面已初見成效,并開始在部分企業試用。它們的功能和特點還有待于在今后的生產實踐中探索和完善。相信隨著科技的不斷進步,這些生產設備也會朝著智能化、環?;?、自動化的方向發展。我們一起來看看:1。保護氣氛:保護氣氛分為還原性氣氛和中性氣氛,還原性氣氛分為氫氣和分解氨。
金屬微注射成型技術
微機械或微機電系統(MEMS)是80年代后期發展起來的一門新興交叉學科,已被公認為21世紀的重點學科之一。
MEMS的實際應用依賴于微加工技術的進步。金屬微注射成型技術是批量生產高精度、高性能微型金屬或陶瓷零件的有效方法。
金屬微注射成型技術是指用MIM工藝生產微米級或微米結構的金屬或陶瓷零件的技術,一般指尺寸小于1mm的精密零件或局部微米級的精細結構。
目前,使用合適的細粉,可以制造厚度為25~50μm,局部結構細節小于5μm,表面粗糙度為2~3μm的金屬或陶瓷零件。
微注塑產品在致動器、傳感器、袖珍消費品、航空航天、電子組裝工具、氧氣分析儀、過濾器和醫療保健設備等領域具有廣闊的應用前景。
微注射成型技術發展的主要障礙是精密微模具的制造、狹窄間隙的注射填充和小零件的處理。
生產這種高精度微零件的模具比常規模具要精密得多,需要各種基于現金的精細加工技術,如光刻、電鑄、微切削、微細電火花等等。采用LIGA(德國制版、電鑄、注塑)等工藝制造塑料消失模,可以很好地解決上述問題。
注射坯的加工與裝配技術
注射坯脫脂前的強度雖然遠低于燒結金屬零件,但仍有一定的強度,可以加工修整。
可以實施加減材料的加工技術來改變坯料的尺寸和形狀。脫脂前的注射坯可通過去澆口、分模線處理、鉆孔、倒角等方式去除材料。
因為坯料是軟的,所以大大減少了對工具的磨損。毛坯強度較弱,容易損壞,需要高切削速度和低進給速度才能滿足最終的尺寸加工精度。
傳統的裝配工藝是燒結件連接,脫脂前結合注射毛坯件也是可行的。目前這種裝配工藝有三種方法:一是利用zui的初始成型毛坯作為二次注塑的嵌件;二是多組分材料組合成型;三是脫脂前將單個注射坯組裝成整體。
如果每一個毛坯件都是用同一種注射材料注射成型的,匹配的脫脂燒結收縮率可以保證良好的結合;如果每個坯料由不同的注射材料注射成型,必須采取措施防止開裂和變形。
采用該技術可簡化模具結構,降低模具成本。形狀較復雜、傳統工藝難以加工的零件;形成具有不同性能和功能要求的復合部件或節省寶貴的原材料。
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