MIM简介及基本流程.ppt

1、金属粉末注射成型是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一种新型粉末冶金近净成形技术。基本工艺流程如下：首先将固体粉末和有机粘结剂混合均匀，造粒，然后在加热塑化状态下( 150)用注塑机注射到模具型腔中固化成型；然后，通过化学或热分解方法除去成形坯件中的粘合剂；最后通过烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优良、生产成本低等特点。其产品广泛应用于电子信息工程、生物医学设备、办公设备、汽车、机械、五金、运动器材、钟表行业、武器和航空航天行业。因此，人们普遍认为，这项技术的发展将导致零件成形和加工技术的革命，被称为“当今最热门的零件成形技术”和“21世纪成形技术

2、”。金属注射成形始于20世纪70年代末，其过程包括产品设计、模具设计、质量检验、混合、注射、脱脂、烧结和二次加工等八个重要环节。随着研究的深入，新型粘结剂的开发，铣削技术和脱脂工艺的不断进步，工业化已于20世纪90年代初实现。目前，金属注射成形被誉为世界上最热门的金属零件成形技术之一。加州帕玛特奇公司创建于1973年。20世纪80年代初，许多欧洲国家和日本也大力研究这一技术，并迅速普及。特别是在20世纪80年代中期，自这项技术产业化以来，它取得了快速发展，每年以惊人的速度增长。到目前为止，美国、西欧和日本等10多个国家和地区的100多家公司都在从事这项技术的产品开发、研究和销售。日本在竞争中非

3、常活跃，表现突出。许多大公司都参与了MIM行业的推广，包括太平洋金属、三菱钢铁、川崎钢铁、神户钢铁、住友煤矿、精工爱普生、大同特殊钢等。目前，日本有40多家专门从事金属注射成型工业的公司，金属注射成型工业产品的总销售额已经超过欧洲，赶上了美国。到目前为止，全球已有100多家公司从事该技术的产品开发、研究和销售，MIM技术已成为新兴制造业中最活跃的前沿技术领域，被誉为世界冶金行业的先锋技术，代表了粉末冶金技术发展的主要方向。a、4、a、5、机械零件、工艺品、不锈钢胡椒研磨芯、链轮、皮带轮、含油轴承、绞肉机刀头、a、6、汽车发动机油泵齿轮、气动工具零件、汽车玻璃升降器齿轮、玩具五金零件、汽车减震器

4、零件、粉末冶金结构零件、a、7、冰箱和空调压缩机粉末冶金零件(上轴承)冰箱和空调压缩机粉末冶金零件、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)、笔记本电脑的a、8、铰链角、金属粉末注射成型的MIM产品、MIM技术手机产品、锁配件(锁、锁舌、钥匙、复杂异形零件、a、9、MIM金属注射成型产品、a、10、工艺特点金属粉末注射成型技术是塑料成型技术、高分子化学、粉末冶金技术和金属材料科学等多学科的产物。 利用模具快速生产高密度、高精度、三维复杂形状的结构件，快速、准确地将设计思想物化为具有一定结构和功能特征的产品，并直接批量生产零件，是制造技术行业的新变革。该工艺不仅具有工序少

5、、不切削或切削量少、经济效益高的优点，而且克服了传统粉末冶金产品材料不均匀、力学性能低、薄壁成形困难、成本高等缺点工艺流程金属粉末粘结剂混合注射成型脱脂烧结后处理金属粉末注射成型工艺所用金属粉末的粒度一般为0.5 20微米；理论上，颗粒越细，比表面积越大，并且易于形成和烧结。然而，传统的粉末冶金工艺使用大于40 m的粗粉，有机粘合剂的作用是粘结金属粉末颗粒，使混合物在注塑机料筒(即驱动粉末流动的载体)中加热时具有流变性和润滑性。因此，粘合剂的选择是整个粉末注射成型的关键。有机胶粘剂的要求：1。用量少，使用的粘合剂少，可以使混合物产生更好的流变性；2.在去除粘结剂的过程中，与金属粉末没有反应，没

6、有化学反应；3.易于去除，产品无残留。a、11、成型原理a、12、注射成型工艺原理示意图1-模具；2-喷嘴；3-材料桶；4-分流梭；5-料斗；6-注射柱塞，a，13，注射成型工艺条件，包括合模、加料、塑化、注射、保压、固化(冷却和凝固)、开模和出模等。成型温度、注射压力(包括注射速度)和成型周期(包括注射、保压和固化时间)被称为注射成型过程的“三大工艺条件”。当然，整个注射过程应该逐步控制。(1)投料及剩余量，投料：一般要求定期、定量、均匀地供应物料。剩余量：为了确保每次注射后在桶底部留有一定量的材料：a .压力传递；进料(收缩后进料)剩余物料一般控制在10 20毫米，不要过多或过少。过多：注

7、射压力损失大，残余材料受热时间过长，容易分解或凝固。太少：它不能很好地传递压力，并且模腔中的材料处于压力下。a、14、(2)成型温度，包括料筒、喷嘴和模具的温度。成型温度是三大工艺条件之一，与材料的塑化、流动性和充型有关。应考虑以下因素：1 .注塑机的类型螺杆注塑机比柱塞式注塑机要求更低的机筒温度。原因：一、螺杆成型机料筒中的物料层较薄；b、物料在螺旋推进过程中不断翻转，有利于传热；当材料翻转时，它在剪切力的作用下通过摩擦产生热量。2.产品的厚度要求薄壁产品填充模具型腔的材料具有高流动性，因此需要较高的成型温度；相反，厚壁产品的成形温度可以更低。判断料筒喷嘴温度的方法有两种：一种是熔融空气注射

8、法。脱离模具，低压注射，观察材料流是否粗糙、变色或起泡，如果材料流表面光滑，温度合适。产品视觉分析。观察试生产产品是否有粗糙度、波纹、气泡等缺陷。对于热塑性粘合剂，机筒温度略高于喷嘴温度，也高于模具温度。对于热固性粘合剂，模具温度略高于喷嘴温度，也高于机筒温度。3、注射材料的种类和性能，(3)螺杆速度和背压必须根据所选粘合剂的热敏性和熔体粘度进行调节。速度慢：塑化好，易降解，材料固化早。转速快：有利于塑化，但物料停留时间短可能导致塑化不充分。纤维也可以缩短。背压：指螺杆旋转推进物料塑化时传递给螺杆的反向压力。背压功能：使物料在运动过程中不断排出空气和挥发性物质，使物料逐渐致密。如果背压太小，则

9、不能达到上述效果，但背压大，功耗大，当物料温度低时，纤维会被粉碎，影响产品性能。图12-21 Rela注射速度慢不利于充模，生产效率低，且注射速度过快容易混入气泡。它需要通过实际实验来确定。(5)成型周期，即完成产品一次性注射成型所需的时间。包括：1)注射加压时间(保压时间、注射时间)；2)冷却时间(模具中的冷却或固化时间)；3)其他时间(开模、产品取出、脱模涂层、嵌件放置、合模等)。)。成型周期是提高生产率的关键。在保证产品质量的前提下，成型周期应尽可能缩短。a，17，产品的后处理，功能，提高产品的尺寸稳定性，消除内应力，分类，热处理，湿度控制，(1)热处理，热处理的本质：迫使冻结的分子链松

10、弛，固化大分子链段到随机位置，消除部分内应力，提高结晶度，稳定晶体结构，提高弹性模量和降低断裂伸长率。(2)湿度控制：将新脱模的产品放入水中，与空气隔离，防止氧化。湿度控制条件：90 1104h，a，18，混合：将金属粉末和有机粘合剂均匀混合在一起，使各种原料成为注射成型的混合物。混合物的均匀性直接影响其流动性，从而影响注射成型工艺参数，甚至最终材料的密度和其他性能。在注射成型过程中，混合物在注射机的机筒中被加热成具有流变性质的塑料材料，该塑料材料在适当的注射压力下被注射到模具中以形成坯料。注射成型的坯料应在微观上均匀，以使制品在烧结过程中均匀收缩。脱脂(萃取):在烧结前必须除去坯体中的有机粘

11、合剂。这个过程被称为脱脂或提取。脱脂过程必须确保粘合剂沿着颗粒之间的微小通道从坯件的不同部分逐渐排出，而不会降低坯件的强度。粘合剂的去除速率通常遵循扩散方程。烧结：可将多孔脱脂坯料收缩成具有一定结构和性能的产品。虽然产品的性能与烧结前的许多工艺因素有关，但在许多情况下，烧结过程对最终产品的金相组织和性能有很大甚至决定性的影响。后处理：对于具有精确尺寸要求的零件，需要进行必要的后处理。该工艺与常规金属产品的热处理工艺相同。与其他加工技术相比，金属粉末注射成形所用的原料粉末粒度一般小于15m，而传统粉末冶金的原料粉末粒度大多在50-100 m之间。金属粉末注射成形工艺密度高的原因是使用了细粉。金属

12、粉末注射成形工艺具有传统粉末冶金工艺的优点，但传统粉末冶金工艺无法实现形状的高自由度。传统的粉末冶金受到模具强度和堆积密度的限制，其形状多为二维圆柱形。a、19、金属注射成形与传统方法的比较：压铸工艺适用于熔点低、铸液流动性好的材料，如铝和锌合金。由于材料的限制，该工艺生产的产品的强度、耐磨性和耐腐蚀性受到限制。金属注射成型工艺可以加工更多的原材料。注射成型技术利用注塑机对产品毛坯进行注射，保证了材料完全充满型腔(熔融金属铸件的充型性较差)，也保证了零件高复杂结构的实现。粉末锻造是一项重要的发展，并已应用于连杆的大规模生产。然而，总的来说，锻造热处理的成本和模具的寿命仍然是个问题，需要进一步解

13、决。近年来，传统的加工方法通过自动化提高了加工能力，在效果和精度上取得了很大的进步。然而，基本程序仍然离不开逐步加工(车削、刨削、铣削、磨削、钻孔、抛光等)。)来完成零件的形状。加工方法的加工精度远远优于其他加工方法，但由于材料的有效利用率低，其形状的完成受到限制在过去，在传统的加工技术中，单个部件首先被制造，然后被组装成部件。当使用MIM技术时，可以考虑集成到一个完整的单个部件中，这大大减少了步骤并简化了处理过程。MIM技术不与传统加工方法竞争，但弥补了传统加工方法的不足。金属注射成形技术可以在传统加工方法制造的零件领域发挥其特长。金属注射成形工艺在零件制造方面具有技术优势，可形成高度复杂的

14、结构零件。与其他金属加工方法相比，金属注射成形具有较高的尺寸精度，因此不需要二次加工或只需少量精加工。薄壁复杂结构零件可以通过注射成型工艺直接成型。产品的形状接近最终产品的要求，零件的尺寸公差一般保持在0.1 0.3毫米左右。特别是对于降低难加工硬质合金的加工成本，减少加工过程中贵金属的损失具有重要意义。产品微观结构均匀，密度高，性能好。适用范围：金属注射成型技术中使用的金属模具与工程塑料注射成型模具具有相同的使用寿命。由于使用金属模具，金属注射成型适合于零件的大规模生产。本发明可以大大提高生产效率，降低生产成本，注塑产品一致性和重复性好，为大规模工业化生产提供了保障。注射成型材料非常广泛(铁

15、基、低合金、高速钢、不锈钢、工具钢、硬质合金)。原则上，任何可以在高温下铸造的粉末材料都可以通过金属注射成型工艺制成零件，包括难以加工的材料和传统制造工艺中的高熔点材料。此外，MIM还可以根据用户的要求研究材料配方，制造任意组合的合金材料，并将复合材料成型为零件。MIM工艺采用微米级细粉，不仅能加速烧结收缩，改善材料的力学性能，延长材料的疲劳寿命，还能提高材料的抗应力腐蚀能力和磁性能。对于太硬、太脆和难以切割的材料，或者具有复杂几何形状和铸造过程中原材料的分离或污染的部件，MIM工艺可以大大节约成本。以打字机打印元件导杆的加工为例，通常需要14道工序；然而，MIM工艺只需要6道工序，可以节省一

16、半的成本。零件越小越复杂，经济效益就越好。通过以上分析，可以看出金属注射成型具有很大的潜力。mim技术的应用领域：1。电脑及辅助设施：如打印机部件、磁芯、撞针和驱动部件；2.工具：如钻头、刀头、喷嘴、枪钻、螺旋铣刀、冲头、套筒、扳手、电动工具、手工工具等。3.家用电器：如表壳、表链、电动牙刷、剪刀、风扇、高尔夫球杆头、珠宝链环、圆珠笔夹、切割刀头等。4.医疗机械零件：如牙科矫形器、剪刀、镊子；5.军事部件：导弹尾翼、枪部件、弹头、衬套、引信部件；6.电气部件：电子封装、微型电机、电子部件和传感装置；7.机械部分：如棉花开松机、纺织机、卷发机、办公机械等。8.汽车和船舶零件：如离合器内圈、叉套、分电器套、气门导管、同步轮毂、气囊零件等。a、22、注塑设备，主要包括注塑机和模具。1.注塑机，1。分类(1)根据物料的塑化形式，分为柱塞式和往复螺杆式，其中往复螺杆式使用最多。往复螺杆注塑机的优点：(1)简化了预成型结构，不需要分流梭，从而大大降低了注射压力。(2)螺杆旋转滚动物料，传热条件好。材料内部剪切应力高，塑化效率高。由于没有分流梭，换料方便。注射速度快。对原料适应性广，可加工热敏性胶粘剂。，a，23，双螺杆机器结构示意图1连接器2过滤器3材料轮廓4螺杆5加热器6进料器7支架8推动轴承9减速器10电机2。塑料成型设备，