MIM金属注射成形工艺讲解.ppt

MIM金属注射成型技术 此PPT旨在给予对MIM MetalInjectionMoulding 金属注射成形工艺不了解的工程师一个基础的认识 希望通过以下主题的讲解可以让大家在以后的产品设计时多一个选择 MIM工艺简介目录 MIM工艺起源与特点MIM工艺流程MIM能做哪些零件 MIM和其它工艺比有什么优点 MIM工艺该在什么情况使用 MIM产品设计需要注意什么 MIM能做到多高精度 MIM设计如何选材及常用材料有哪些 MIM材料性能指标参考 PreparedBy Pedro HuangDate Dec 16 2014 MIM金属注射成型技术 MIM MetalInjectionMoulding 金属注射成形 是1973年由美国加州Parmatech公司的航天燃料专家Wiech博士发明 如今已成为世界粉末冶金领域发展最快的高新技术 由于该技术的独特优点和先进性 被美国列为不对外扩散技术加以保密 直到1985年才向全世界公布这一技术 而在这期间美国国内的MIM技术得以成熟并迅速发展形成产业化 该项技术向世界披露后得到世界各国政府 学术界 企业界的广泛重视 并投入了大量人力物力和财力予以开发研究 其中日本在研究上十分积极而且表现突出 许多大型株式会社参与了MIM技术的工业化推展 继日本快速发展之后 台湾 韩国 新加坡 以色列 土尔其 瑞士以及欧洲和南美的其他国家MIM产业也雨后春笋般的发展起来 获得了较大的商业利润 作为该项技术的发明国美国 MIM技术产品已经广泛的应用于航天 摩托车 汽车 医疗器械 食品机械 计算机 通信设备 五金工具 仪器仪表 钟表等各个制造行业 MIM企业也因得到了长足的发展 据粉末冶金协会粗略统计和预测 全球MIM产品的销售量正在以每年30 40 的速度递增 截止2000年 全球的年平均销售额为10亿美元 2010年平均年销售量超过24亿美元 MIM工艺起源与特点 MIM工艺起源与特点 MIM金属注射成型技术 金属粉末注射成型技术是集塑料成型工艺学 高分子化学 粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科的交叉的产物 利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度 高精度 三维复杂形状的结构零件 能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构 功能特性的制品 并可直接批量生产出零件 是制造技术行业一次新的变革 该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少 无切削或少切削 经济效益高等优点 而且克服了传统粉末冶金工艺制品 材质不均匀 机械性能低 不易成型薄壁 复杂结构件的缺点 特别适合于大批量生产小型 复杂以及具有特殊要求的金属零件 MIM工艺起源与特点 MIM工艺起源与特点 MIM生产工艺流程图 MIM金属注射成型技术 MIM工艺流程图 MIM金属注射成型技术 MIM工艺流程 模具 模具是MIM工艺中最关键的要素之一 由于MIM金属注射成形工艺和我们常用的塑胶注射成型工艺类似 所以其模具设计制造也基本沿用了塑胶模具的原理 在注射成型过程中金属粉末不会融化 只是融化后的粘接剂载着金属粉末进行注射成型 一般粘接剂在注射机料筒加热到150摄氏度左右变为流体 MIM模具制造较塑胶模具而言有更高的尺寸精度和表面光洁度要求 毛刺飞边是模具制造中较难控制的问题 因为一旦成品有飞边将会象刀片一样锋利 产品注射的压力和周期和塑胶零件也类似 依照产品的大小和厚度而定 MIM金属注射成型技术 MIM生产工艺流程 MIM生产工艺流程 MIM能做哪些零件 MIM金属注射成型技术 MIM金属注射成型技术 MIM能做哪些零件 MIM金属注射成型技术 MIM能做哪些零件 MIM金属注射成型技术 MIM工艺与其它加工工艺的对比1 MIM使用的原料粉末颗粒直径为2 15 m 而传统粉末冶金的原料粉末颗粒为50 100 m MIM工艺的成品密度高 原因是使用微细粉末 MIM工艺具有传统粉末冶金工艺的优点 但是形状自由度是传统粉末冶金所不能达到的 其比较见表一 MIM制程和传统粉末冶金的比较 2 传统的精密铸造 脱蜡 工艺作为一种制作复杂形状产品极有效的技术 近年使用陶心辅助可以完成狭缝 深孔穴的产品 但碍于陶心的强度以及铸液的流动性限制 该工艺仍有某些技术上的难题 一般而言 此工艺制造大 中型及对尺寸要求不高的零件较为合适 而小型复杂精密的零件则MIM工艺较为合适 而且精铸工艺材质受到一定限制 3 压铸工艺适用于铝和锌合金等低熔点 铸流性好的材料 而MIM工艺适合各种材质 4 精密锻造可以成型复杂零件 但不能成型三维复杂的小型零件 其产品的精度低 产品有局限 5 传统机械加工法 近来靠自动化和数控提升加工能力 在效率和精度上有很大的进展 但是基本的程序上 仍未脱离逐步加工 车 刨 铣 磨 钻 抛等 完成零件形状的方式 机械加工的方法精度和复杂度远优于其他方法 但是因为材料的有效利用率低 且形状的完成受限于设备与刀具 有些零件无法用机械加工完成 相反 MIM可以有效利用材料 形状自由度不受限制 对于小型 复杂 高难度形状的精密零件的制造 MIM工艺比较机械加工而言 其成本较低用效率高 具有竞争力 6 MIM技术弥补了传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺撼 并非与传统加工方法竞争 MIM技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域发挥其特长 MIM和其他金属加工法的比较 MIM金属注射成型技术 MIM和其他金属加工法的比较 注 比较的点数以5为最高 1为最低 MIM与其它传统生产工艺的图表比较 什么情况该选择MIM工艺 MIM金属注射成型技术 MIM金属注射成型技术 MIM零件设计形状时保证均匀臂厚 孔是非常重要的 为防止烧结时产生应力 裂纹 变形等 有利于喂料流畅 壁厚需要尽量控制 并用圆角过渡 如下图例 产品设计时需要注意什么 注 1 对于较重要的基准面或孔等 也可以将拔模斜度设为0 但须在图纸上注明 2 MIM最小壁厚能做到0 15到0 2mm 但需要根据受力要求来设计壁厚特征 一般尽量做到0 5mm以上 拔模斜度一般0 5 左右 较早书本要求拔模角较大 MIM能做到多高等级精度 MIM金属注射成型技术 精度 MIM烧结时尺寸变化是各向同性的 即在各个方向上尺寸变化是一致的 精度一般在IT11级 个别精度可达IT10级 标准公差如小表 如何选材及常用的材料有哪些 MIM金属注射成型技术 常用的材料及如何选材 材料的选择主要由设计所要求的性能所决定 如强度 硬度 耐磨性等 常用材料见下表 MIM金属注射成型技术 MIM材料性能