粉末冶金MIM工藝符合綠色制造理念,其高材料利用率和低能耗優(yōu)勢(shì)在當(dāng)今制造業(yè)中備受關(guān)注。與傳統(tǒng)機(jī)加工相比,MIM幾乎實(shí)現(xiàn)了凈成形,廢料率低于5%,大幅減少了金屬材料浪費(fèi)。同時(shí),粉末冶金工藝能夠利用再生金屬粉末和可回收粘結(jié)劑,進(jìn)一步降低環(huán)境負(fù)擔(dān)。在生產(chǎn)環(huán)節(jié),MIM的能耗相對(duì)低,避免了大規(guī)模切削和冷加工的能量消耗。此外,粉末冶金制品普遍小型化、輕量化,有助于終端設(shè)備降低能耗和碳排放。隨著“雙碳”戰(zhàn)略推進(jìn)和ESG理念普及,粉末冶金MIM作為綠色制造的表率,將在更多制造業(yè)中得到重視與應(yīng)用。粉末冶金適合制造微小、精密金屬件。湖南316粉末冶金
金屬注射成型(MIM,MetalInjectionMolding)是一種結(jié)合塑料注射成型與粉末冶金技術(shù)的新型制造工藝。它通過(guò)將超細(xì)金屬粉末與粘結(jié)劑均勻混合,制成喂料,再利用注塑機(jī)成型復(fù)雜形狀的零件,經(jīng)過(guò)脫脂與高溫?zé)Y(jié)后得到致密度接近理論密度的金屬制品。MIM工藝能夠高效批量生產(chǎn)微小、復(fù)雜、高精度的金屬零件,被稱(chēng)為“微小金屬零件的批量制造技術(shù)”。相比傳統(tǒng)機(jī)加工,MIM大幅度減少了切削、鉆孔等工序,降低材料浪費(fèi),尤其適合加工鈦合金、不銹鋼、硬質(zhì)合金等難加工金屬。清遠(yuǎn)國(guó)內(nèi)粉末冶金粉末冶金工藝減少切削帶來(lái)的能源消耗。
質(zhì)量控制貫穿于粉末冶金MIM生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。從進(jìn)料檢驗(yàn)(IQC)對(duì)金屬粉末的粒度、形貌、成分和粘結(jié)劑的性能進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn),到生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)喂料均勻性的監(jiān)控、注射參數(shù)的穩(wěn)定性控制、脫脂曲線(xiàn)的精確執(zhí)行、燒結(jié)氣氛純度和溫度均勻性的精密調(diào)控,再到對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)(包括尺寸CMM測(cè)量、密度測(cè)定、金相分析、力學(xué)性能測(cè)試、化學(xué)成分分析等),必須建立一套完整、嚴(yán)謹(jǐn)、數(shù)據(jù)化的質(zhì)量保證體系,確保每一批產(chǎn)品的性能穩(wěn)定和可靠,這是MIM這種粉末冶金技術(shù)得以在醫(yī)療器械、航空航天等關(guān)鍵應(yīng)用(criticalapplication)中立足的根本。
伊比粉末冶金MIM工藝比較合適的優(yōu)勢(shì)之一就是尺寸精度高。通常,MIM零件的尺寸公差可控制在±0.3%以?xún)?nèi),部分關(guān)鍵尺寸甚至可達(dá)到±0.1%。這種高精度源于模具設(shè)計(jì)和燒結(jié)工藝的結(jié)合。模具的尺寸需要預(yù)留燒結(jié)收縮率,而燒結(jié)過(guò)程中的溫度曲線(xiàn)和氣氛控制則影響他的零件的一致性。粉末冶金行業(yè)通常通過(guò)CAE仿真和工藝數(shù)據(jù)庫(kù)積累,來(lái)預(yù)測(cè)收縮行為并優(yōu)化工藝參數(shù)。對(duì)于消費(fèi)電子、醫(yī)療器械等領(lǐng)域而言,這種高尺寸控制能力是零件能夠穩(wěn)定應(yīng)用的關(guān)鍵。粉末冶金MIM在消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用很多,成本效益突出。
近年來(lái),3D打印金屬技術(shù)興起,與粉末冶金產(chǎn)生了緊密聯(lián)系。激光選區(qū)熔化(SLM)、電子束熔化(EBM)等工藝均以金屬粉末為原料,本質(zhì)上與粉末冶金一脈相承。不同的是,MIM更適合大規(guī)模生產(chǎn)小零件,而3D打印更偏向于個(gè)性化、小批量與復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制造。兩者在粉末制備、燒結(jié)致密化、后處理工藝上具有高度相似性。未來(lái)趨勢(shì)是3D打印與粉末冶金MIM并行發(fā)展,前者探索設(shè)計(jì)自由度極限,后者則在成本與效率上占據(jù)優(yōu)勢(shì)。隨著粉末制備和數(shù)字化制造技術(shù)進(jìn)步,二者有望在醫(yī)療植入件、航空零件和個(gè)性化產(chǎn)品領(lǐng)域形成互補(bǔ),推動(dòng)金屬制造向更加智能化發(fā)展。粉末冶金結(jié)合綠色制造理念,節(jié)能環(huán)保。316粉末冶金
粉末冶金結(jié)合3D打印推動(dòng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。湖南316粉末冶金
粉末冶金MIM產(chǎn)品在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)發(fā)生明顯且各向同性的收縮,這是其工藝的一個(gè)重要特征。收縮率通常在15%到20%之間,這意味著模具尺寸必須根據(jù)材料的特性收縮率(CFF)進(jìn)行精確放大。收縮率的預(yù)測(cè)和控制是保證產(chǎn)品尺寸精度的關(guān)鍵,它受到粉末特性、喂料裝載量、脫脂過(guò)程和燒結(jié)參數(shù)的綜合影響。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累,工程師能夠越來(lái)越準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)收縮行為,從而設(shè)計(jì)出高精度的模具,確保大批量生產(chǎn)的零件尺寸落在公差范圍之內(nèi),展現(xiàn)了此種粉末冶金技術(shù)的高精度特性。湖南316粉末冶金
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