MIM简介及基本流程PPT课件

.1，金属粉末注射成型，2、金属粉末注射成型技术(MetalPowderInjectionMolding，MIM)是在粉末冶金领域引入现代塑料注射成型技术而形成的新型粉末冶金近净成形技术。其基本过程是先将固体粉末和有机粘结剂均匀混合，经过颗粒，然后在加热塑化状态( 150)下注入注塑机进行主内硬化成型，然后用化学或热分解从成型坯中去除粘结剂，最后将最终产品致密化成烧结。具有电子信息工程、生物医疗设备、办公设备、汽车、机械、硬件、体育设备、钟表产业、武器和航天等行业广泛使用的高精度、均匀组织、低生产成本等特点。因此，该技术的发展导致了零件成型和加工技术的一大革命，被誉为“当今最受欢迎的零件成型技术”和“21世纪成型技术”。MIM从20世纪70年代后期开始，由产品设计、模具设计、质量检查、混合、注射、脱脂、烧结、二次加工等8个重要环节组成。随着新粘结剂的开发、粉碎技术和脱脂工艺的持续发展，20世纪90年代初实现了产业化。目前，MIM被誉为“世界上最受欢迎的金属零件成型技术”之一。3，历史和现状1973年美国加利福尼亚Parmatech被发明，20世纪80年代初，欧洲多个国家和日本也为研究这一技术付出了很多努力，正在迅速推进。特别是20世纪80年代中期，这种技术在工业化以后发展得更加突飞猛进，每年都以惊人的速度增长。到目前为止，美国、西欧、日本等10多个国家有100多家企业从事该技术产品的开发、开发和销售工作。日本有太平洋金属、三菱钢铁、川崎钢铁、神户钢铁、住友矿山、塞普森、大同特殊钢等许多大型股份公司参与了MIM产业的振兴。现在日本有40多家MIM产业专业公司，其MIM产业产品的销售总额已经超过欧洲，赶上美国。到目前为止，世界上已有100多家公司从事该技术的产品开发、开发和销售，因此MIM技术也被誉为新制造业最活跃的尖端技术领域，成为世界冶金行业的先驱技术，代表了粉末冶金技术发展的主要方向。4，5，机械零件，工艺品，不锈钢胡椒磨芯，链轮。皮带轮。含油轴承。铰孔刀，6，汽车发动机泵齿轮，气动电动工具部件，汽车玻璃斜顶齿轮，玩具硬件附件，汽车减震器部件，粉末冶金结构部件，7、冰箱和空调压缩机的粉末冶金零件(顶部轴承)、冰箱和空调压缩机的粉末冶金零件、冰箱和空调压缩机的粉末冶金零件、机械结构轴承座连杆凸轮、冰箱和空调压缩机的粉末冶金零件(活塞)、8，笔记本转轴角度，金属粉末注射成型MIM产品，MIM工艺手机产品，锁附件(锁)。锁。锁。钥匙。复合特殊零件，9，MIM金属注射成型产品，10、工艺特性金属粉末注射成型技术是塑料成型工艺、高分子化学、粉末冶金工艺和金属材料科学等多个领域的加工相交产品，是利用模具注射成型毛坯，快速制造高密度、高精度、三维复合形式的结构零件，使设计理念快速准确地具体化为具有特定结构、功能特性的产品，直接批量生产零件的制造技术行业的新变化。该技术克服了现有粉末冶金工艺少、无切削、切削少、经济效益高、现有粉末冶金工艺产品、材料不均匀、机械特性低、不易形成薄壁、复杂结构的缺点，特别适用于大批量生产具有小、复合和特殊要求的金属零件。工艺金属粉末粘结剂混合注射成型脱脂烧结 MIM工艺后处理中使用的金属粉末粒度一般为0.5 20 m；理论上，颗粒越细，表面积越大，成型和烧结越容易。传统粉末冶金工艺使用大于40m的粗粉。有机粘合剂的作用是粘合金属粉末颗粒，使混合物在注射机器筒中具有流变性和润滑性，即引导粉末流动的载体。因此，胶粘剂的选择是整个粉末注射成型的关键。有机黏合剂的要求：1 .使用少、粘着剂少，可以产生更好的混合流变性。2.没有反应，在粘结剂去除过程中没有金属粉末和化学反应；易于卸载，不保留在产品中。11，成型原理，12、注塑工艺原理图1-模具；2-喷嘴；3-桶；4-分流穿梭；5-hopper；6-注射柱塞。13，注射成型工艺条件(闭合模具、进料、塑化、注射、保压、硬化(冷却固定)、开闭工艺等)。模具温度、注射压力(包括注射速度)和成型周期(包括注射、保压、固化时间)被称为注射成型过程的“3个主要工艺条件”。当然，要成功完成整个注射过程，需要单步控制。(1)供给与充裕，供给：一般需求时机，定量，均匀供给。剩馀数量：检查每个注射后桶底部是否有剩馀物料。a、压力传递；b，补片(收缩的补片)剩馀部分通常控制在10 20mm之间，不要太多或太少。太多：注射压力损失大，剩下的材料受热太久，容易发生分解或硬化等。太少：没有良好的压力传递效果，腔材料压力不足。14，(2)模具温度，包括桶、喷嘴和模具温度。模具温度是与材料塑化、流动性、充填和其他制程条件相关的三个主要制程条件之一。1、对于注射成型机的类型螺杆注射成型机，必须考虑筒体温度低于螺柱。原因：a，螺杆成型机滚筒的材料层较薄。b、螺杆推进过程中材料不断反转，有助于传热；c、材料翻转运动、剪切力、自摩擦热。2、薄壁产品的产品厚度要求材料具有高流动性以填充模具，因此需要更高的模具温度；相反，厚壁产品成型温度可能更低。判断筒体喷嘴温度的两种方法：a，熔体对空注射方法。取出模具，使用低压注射观察材料流，可以看出是否粗糙、变色或起泡，材料流表面是否光滑，温度是否合适。b、产品直观分析。对试制产品观察粗、波、泡等弊病。15，对于热塑性粘结剂，筒体温度比喷嘴温度稍高，比模具温度高。对于热固性粘合剂，模具温度略高于喷嘴温度，高于筒体温度。3，注塑材料品种和特性，(3)螺杆速度和背压必须根据选定的粘结剂热和熔体粘度进行调整。速度慢：塑化，容易分解的材料，早期固化。速度快：有利于塑化，但材料停留时间短，可能不能充分塑化。也可以使纤维变短。背压：螺杆转动推进剂塑化时传递给螺杆的反向压力。背压的作用：在运动中，材料不断排出空气和挥发性物质，材料变得越来越密。背压太小也没有异常效果，背压大，耗电量大，材料温度低时将纤维磨成粉末，会影响产品性能。图12-21背压与玻璃纤维长度的关系。16，(4)注射速度和注射压力、注射压力大小与注塑机类型、材料流动性、模具浇口尺寸、产品厚度、模具温度和工艺相关。典型的注射压力比热塑性注射压力略高。压缩的作用：有助于产品冷却收缩时充电，大小正确，表面清洁，气泡去除。压缩时间通常为0.3 2分钟，特厚产品为5 10分钟。注射速度与注射压力、温度、冲压成型大小等有关。注射速度慢对充填不利，生产效率低，注射速度太快容易混入气泡。要通过实际实验来决定。(5)成型周期是完成注射成型所需的时间。包括：1)注射压力时间(保压时间、注射时间)；2)冷却时间(内部冷却或硬化时间)；3)其他时间(开放、卸载产品、应用同级、插入定位、关闭等)。成型周期是提高生产力的关键，在确保产品质量的同时，要尽量缩短成型周期。17，产品后处理，作用，提高产品的尺寸稳定性，消除内部应力，分类，热处理，湿度调节处理，(1)热处理，热处理的本质：强制冻结分子链的松弛，将凝固大分子链段转换为随机位置，消除一些内部应力，结晶度，(2)湿度调节处理，将刚成型的产品放入水中，与空气隔离，防止氧化。湿度调节条件：90 110 4h，18，混合：将金属粉末和有机粘合剂均匀混合，使各种原料成为注塑用混合物。混合物的均匀性直接影响流动性，因此影响注射成型工艺参数和最终材料的密度以及其他特性。在注射成型过程中，混合在注射机器桶内用具有流变性的塑料材料加热，并以适当的注射压力注射到模具中，从而成型毛坯。注射成型中的毛坯必须从小到大均匀匹配，以便产品在烧结过程中均匀收缩。脱脂(萃取):成型坯料在烧结之前必须去除空白中包含的有机粘结剂，这称为脱脂或萃取。脱脂过程应确保粘结剂沿着项目之间的小通道逐渐排出，而不降低坯料的强度。粘结剂的排斥速度通常遵循扩散方程。烧结：多孔脱脂毛坯可以收缩成具有组织和特性的产品。尽管产品的性能与烧结前的许多工艺因素有关，但在很多情况下，烧结工艺对最终产品的金相和性能有很大、甚至决定性的影响。后处理：对于大小更复杂的零件，需要进行必要的后处理。该工艺与现有金属产品的热处理工艺相同。MIM与其他加工工艺的比较：MIM通常使用小于15m的原料粉末粒度，而传统粉末冶金的初级粉末粒度大部分为50-100m。MIM工艺的成品使用细粉，密度高。MIM工艺具有传统粉末冶金工艺的优点，形状自由度高是传统粉末冶金所不能实现的。传统粉末冶金仅限于模具的强度和填充密度，形状大部分是二维圆柱形。19，MIM和传统方法的比较：压铸工艺用于铝和锌合金等熔点低、铸造流体流动性好的材料。该工艺的产品是材料的限制，强度、耐磨性、耐腐蚀性都有限制。MIM工艺可以处理更多的原料。注射成型工艺技术使用注射成型产品毛坯，以确保材料完全填充模具型腔(金属铸造填充可行性低)，并确保零件复杂性高的结构。粉末锻造已适合连杆批量生产的重要开发。但是一般来说，锻造中热处理的成本和模具的寿命仍然存在问题，需要进一步解决。近年来，通过自动化提高了处理能力，效果和精度有了很大提高，但基本程序还没有开始逐步处理(车削、规划、铣削、磨削、钻孔、抛光等)以完成零件形状。加工方法的加工精度比其他加工方法好得多，但是材料的有效利用率低，其形式的完成受到设备和刀具的限制，因此有些零件不能通过加工完成。另一方面，MIM可以有效地利用材料而不受限制，在小而困难的精密零件制造中，成本低、效率高、竞争力强。使用MIM技术时，现有的加工技术通过装配为单独的元件，然后合并为单个零件，极大地减少了步骤并简化了加工过程。MIM技术不是与现有加工方法竞争，而是对现有加工方法技术不足或无法制造的缺陷进行补充。MIM技术可以在用现有加工方法制作的零件领域发挥其特长。MIM流程可成型制造零件时技术上非常复杂的结构零件。MIM与其他金属加工方法相比具有较高的产品尺寸精度，不需要进行二次加工或少量精加工。注射成型过程可以直接成型薄壁复杂的结构件，产品形状接近最终产品要求，零件尺寸公差通常保持在0.1到0.3mm之间。尤其是减少加工困难的硬质合金的加工成本，减少贵金属加工中的损耗很重要。产品微结构均匀，密度高，性能好。20，模具和适用范围：MIM技术使用的金属模具，其寿命与工程塑料注射成型模具相等。因为使用金属模具，所以MIM适用于批量生产零件。使用注射成型产品毛坯，可以显着提高生产效率，降低生产成本，确保注射成型产品的一致性、重复性好，从而确保批量和大规模工业生产。注射成型材料非常广泛(铁基、低合金、高速钢、不锈钢、工具钢、硬质合金)。原则上，可高温浇注的粉末材料可以通过MIM工艺制造零件，包括传统制造工艺中未加工的材料和熔点高的材料。MIM还可以根据用户要求进行材料配方研究，制造任意组合的合金材料，将复合材料成型为零件。采用Micron-grade微粉的MIM工艺有助于加快烧结收缩，改善材料的机械性能，延长材料的疲劳寿命，提高抗应力腐蚀和磁性能。对于过于易碎、难以切削的材料或几何复杂、铸造时原料分离或污染的零件，使用MIM工艺可以节省大量成本。加工打字机打印元素指南通常需要14道工序。采用MIM工艺，仅6个工艺就可以节省一半的成本。零件越小，越复杂，经济效益就会越好。通过以上分析，可以看出MIM成型的潜力很大。21，MIM技术应用：1。计算机和辅助设施：如打印机部件、芯、拉针、驱动部件；2.工具：钻头、刀头、喷嘴、枪钻、螺旋铣刀、冲孔、套筒、扳手、电动工具、手工具等；3.家庭用具：外壳、手镯、电动牙刷、剪刀、扇子、高尔夫球、珠宝链、圆珠笔夹、刀把等零件4。医疗器械配件：牙齿矫形架、剪刀、镊子；5.军用品：导弹尾翼、枪配件、弹头、药型罩、制导信用配件；电器元件：电子封装、微电机、电子元件、感应装置；机器部件：松散棉机、纤维机、卷边机、办公机等；8.汽车船舶用部件：离合器内环、叉套、分配器套、阀导管、同步轮毂、安全气囊部件等。22，包括注射成型设备，主要是注射成型机和模具。1，按注塑机，1，分类(1)材料塑化形式：柱塞和往复螺钉，其中往复螺钉最常用。往复螺杆注塑机的优点：简化了初步塑料结构，不需要拆分梭子，从而大大减少了注射压力。螺纹旋转是滚动材料，传热条件好。材料内部剪切应力大，塑化效率高。没有分流梭子，更换材料容易。注射速度快。对原料的广泛适应性，能处理热粘结剂。，23，双螺杆机械结构图1连接器2过滤器3材料4螺杆5加热器6馈线7轴承8推轴承9推轴承10马达，2.2塑料成型设备，24，螺杆预塑化柱塞注射装置1-单向阀2-自由塑料气缸3-注射柱塞4-注射筒，2.2塑料成型设备，25，(2)根据注塑机的外观特征一般分类的5种形态垂直注塑机注射装置和夹紧装置垂直于地面。特点：安装面积小，模具折叠方便。料斗高，供应不方便，只适合注射量小于60cm3的产品生产。水平注塑机注射装置，夹紧装置水平排列。特点：机身低，供应和维修方便，产品