粉末注射成型技術的特點 MIM作為一種制造高質量精密零件的近凈成形技術,具有常規和機加工方法比擬的優勢。MIM能制造許多具有復雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表面,交叉通孔、盲孔,四臺與鍵銷,加強筋板,表面滾花等等,具有以上特征的零件都是無法用常規粉末冶金方法得到的。由于通過MIM制造的零件幾乎不需要再進行機加工,所以減少了材料的消耗,因此在所要求生產的復雜形狀零件數量高于一定值時,MIM就會比機加工方法更為經濟。
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MIM和精密鑄造成形能力的比較 |
特點 | 精密鑄造 | MIM | 最小孔直徑 | 2mm | 0.4mm | 2mm直徑的盲孔最大深度 | 2mm | 20mm | 最小壁厚 | 2mm | < 1mm | 最大壁厚 | 無限制 | 10mm | 4mm直徑的公差 | ±0.2mm | ±0.06mm | 表面粗糙度(Ra) | 5μm | 1μm |
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粉末注射成型的優點: |
能像生產塑料制品一樣,一次成形生產形狀復雜的金屬、陶瓷等零件部件產品成本低、光潔度好、精度高(±0.3%~±0.1%),一般無需后續加工產品強度,硬度,延伸率等力學性能高,耐磨性好,耐疲勞,組織均勻原材料利用率高,生產自動化程度高,工序簡單,可連續大批量生產無污染,生產過程為清潔工藝生產 |
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粉末注射成型 |
材料體系 | 合金成分 | 低合金鋼 | Fe-2Ni,FE-8Ni | 不銹鋼 | 316L,17-4-PH | 工具鋼 | 42CrMo4,M2 | 硬質合金 | WC-Co(6%) | 陶瓷 | Al2O3,ZrO3,SiO2 | 重合金 | W-Ni-Fe,W-Ni-Cu,W-Cu |
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粉末注射成型材料應用 較新MIM材料體系應用 |
應用領域 | 材料 | 要求 | 結構件 | 高強度鋼 | 強度>2Gpa | 醫療/牙科 | TL Tl-6Al-4V | 生物相容性 | 磁性材料 | Fe,Fe14Nd2b,SmCo5 | 磁性 | 音響裝置 | PZT ceramlcs | 頻率響應 | 耐磨件 | ZrO2.WC-Co | 硬度、韌性 | 高溫結構件 | Ni3Al NiAl TiAl | 抗氧化 | 機加工 | Al203.SiC,Al203-ZrO2 | 強度 | 耐高溫體 | W.Mo,MOSi2 | 高溫 | 航空航天 | 超合金 | 疲勞期 |
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常用MIM產品應用 |
航空航天工業飛機機翼絞鏈、火箭噴嘴、導彈尾翼、陶瓷渦輪葉片芯 | 汽車業 | 點火控制鎖部件、渦輪增壓器轉子、閥門導軌部件、汽車剎車裝置部件、汽車防技術骨干棚部件 | 電子業 | 磁盤驅動器部件、電纜連接器、電子外殼、計算機打印頭、電子封裝件、熱沉材料 | 軍工業 | 地雷轉子、槍板扳機、穿甲彈彈心、準星座、集束箭彈小箭 | 醫療 | 牙齒矯形托槽、體內縫合針、活體組織取樣鉗、孩輻射屏罩 | 日用品 | 表殼、表帶、表扣、高爾夫球頭和球座、運動鞋扣、體育槍械零件、文件裝訂打孔器 | 機械行業 | 異形銑刀、切削工具、微型齒輪 |
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幾種粉末注射成型材料的基本性能 |
材料 | 密度103kg/m3 | 硬度 | 拉伸強度 MPa | 彎曲強度 MPu | 延伸率% | 鐵基合金 | MIM4600 | 7.68 | 85HRB | 400 |
| 25 | MIM4650 | 7.68 | 100HRB | 600 |
| 15 | 不銹鋼 | 316L | 7.94 | 52HRB | 580 |
| 45 | 鎢合金 | 95%W | 18.1 | HRC31 | 930 |
| 10 | 97%W | 18.5 | HRC33 | 890 |
| 6 | 硬質合金 | YG8X | 14.9 | HRA90 |
| 2300 |
| 精細陶瓷 | Al2O3 | 3.98 | HRA92 |
| 530 |
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粉末注射形成技術與其他成形工藝技術比較 |
粉末注射成型工藝與傳統批量工業與自動化零件加工、沖壓、鍛造、精密鑄造、粉末冶金相比,具有極其明顯的優勢。 |
比較項目 | 粉末注射成型 | 粉末冶金 | 精密鑄造 | 沖壓機加工 | 沖壓 | 零件密度 | 98% | 86% | 98% | 100% | 100% | 零件拉伸強度 | 高 | 低 | 高 | 高 | 高 | 零件表面光潔度 | 高 | 中 | 中 | 高 | 高 | 零件微小化能力 | 高 | 中 | 低 | 中 | 高 | 零件薄壁能力 | 高 | 中 | 中 | 低 | 高 | 零件復雜程度 | 高 | 低 | 中 | 高 | 低 | 零件設計寬容度 | 高 | 中 | 中 | 中 | 低 | 批量生產能力 | 高 | 高 | 中 | 中-高 | 高 | 適應材質范圍 | 高 | 高 | 中-高 | 高 | 中 | 供貨能力 | 高 | 高 | 中 | 低 | 高 |
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