“注射成型”技术的双向应用

近年来世界经济飞速发展,工程塑料又以其*的力学性能、电性能、热性能和化学性能,在航天、航空、汽车、电子、医疗器械中得到广泛应用。已成为衡量一个国家和企业发展水平高低的重要标志。随着新技术、新工艺、新材料的不断涌现,其技术相互交叉渗透,从注射成型角度看,原料由非金属高分子有机材料(塑料)向金属材料结合延伸,将粉末冶金和塑料注射成型技术有机结合成mim“金属粉末冶金注射成型”,开发出包括:低合金钢、不锈钢、工具钢、软磁合金、特种合金、及氧化陶瓷等系列应用材料。并在手机(外壳)、手表(外壳)、汽车、电子和医疗器械上得到了迅速应用,为注射成型工艺技术应用领域打开了更加广阔的空间。
金属粉末注射成型技术(metal powder injection molding)简称mim,是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金形成形技术。其基本工艺过程是:首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练,经制粒后在加热塑化状态下(150℃)用注射成形机注入模腔内固化成形,然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除,zui后经烧结致密化得到zui终产品。与传统工艺相比,具有精度高、组织均匀、性能优异,生产成本低等特点。因此,上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命,被誉为“当今zui热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。
以往的经验告诉我们,企业的发展如同逆水行舟,不进则退。如果专业技术不紧跟企业发展的战略目标,它就会影响企业经营目标的实现,拖企业发展的后腿,使中原电子集团在激烈的市场竞争中缺乏竞争力。这是我们每一个专业技术人士必须认真考虑的问题,也是企业*层考虑的问题。为此,企业目前有必要考虑引进mim“金属粉末冶金注射成型”加工技术,并进行可行性论证。
一.金属粉末冶金注射成型技术的优点
1.如果我们企业应用此项新技术,在投资比较小的情况下,将会大大降低目前金属零件机加工成本和周期,实现产品生产自动化,机加工工作量和成本将减少25%左右。
2.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。使产品在同等机械强度重量要求下体积更小、精度更高、废品率更低。
3.并能提高军民品电子产品的抗干扰电磁屏蔽和产品内外整体质量,解决*制约我厂产品质量两大瓶颈问题,这将会给企业产品制造带来一次革命。
二.金属粉末冶金注射成型工艺技术论证
由于金属粉末冶金注射成型原料是将金属粉末与粘结剂混合造粒而成,注射成型原理和塑料注射成型工艺基本一致,成型模具结构和注射成型设备也就相同,无需进行大的改动,从塑料注射成型件的绝缘性能考虑,只需增配一副料筒而已。 1.mim工艺与传统粉末冶金工艺的比较
mim使用的原料粉末粒径在2--15μm,而传统粉末冶金的原粉粉末粒径大多在50--100μm。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,但是形状上自由度高是传统粉末冶金所不能达到的,传统粉末冶金限于模具的强度和填充密度,形状大多为二维圆柱型。
mim制程和传统粉末冶金法的比较:
比较项目 mim工艺 粉末冶金
粉末粒径 小于 20 50--250
相对密度 大于 96 小于 92
产品形状 三维复杂形状 二维简单形状
机械性能 优 劣
如不锈钢 17—4ph:
(1).拉伸强度:≥1170mpa (2)屈服强度:≥1100mpa
(3)硬 度:hrc38-41 (4)伸长率:≥7.0%
(5) mim工艺:密度7.60-7.68g/cm3 (6)相对密度:97.7-98.8%
2.mim工艺与精密铸造脱燥工艺的比较
传统的精密铸造脱燥工艺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、深孔穴的成品,但是碍于陶心的强度,寿命比较短。以及铸液的流动性的限制,该工艺仍有某些技术上的困难。一般而言,此工艺制造大、中型零件较为合适,小型而复杂形状的零件则以mim工艺较为合适。
3.mim工艺与压铸工艺的比较
压铸工艺用在铝和锌合金等熔点低、铸液流动性良好的材料.此工艺的产品因材料的限制,其强度、耐磨性、耐蚀性均有限度。mim工艺可以加工的原材料较多。
4.mim工艺与精密锻造工艺的比较
精密锻造工艺,虽然在近年来其产品的精度和复杂度均提高,但仍比不上脱蜡工艺和mim工艺,粉末锻造是锻造技术上一项重要的发展,已适用在连杆的量产制造。但是一般而言,锻造的工程中热处理的成本和模具的寿命还是有问题,仍待进一步解决。
5.mim工艺与传统机加工工艺的比较
传统机械加工法,近来靠自动化而提升其加工能力,在效率和精度上有*的进步,但是基本的程序上仍脱不开逐步加工(车削、刨、铣、磨、钻孔、抛光等)完成零件形状的方式。机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法,但是因为材料的有效利用率低,费时费工。其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。相反的,mim可以有效利用材料,形状自由度不受限制。对于小型、高难度形状的精密零件的制造,mim工艺比较机械加工而言,其成本较低且效率高,具有很强的竞争力。
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憾,并非与传统加工方法竞争,只是需调整传统加工方法的基础规模,使其变为多层次、少而精,而mim技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域上发挥其特长。
三.应用此项技术的问题
此项工艺技术(金属粉末冶金注射成型)对我们企业来说是一种新工艺,在技术上需要(金属热处理)加强力量,同时还需增加必需的热处理设备,并且人员结构和技能上还需进一步调整培训。
6.实施金属粉末冶金注射成型步骤
(1) 首先根据企业发展目标和国内外“金属粉末冶金”注射成型技术的发展动向,在政策上倾斜,技术上扶植应用“注射成型”加工技术,采用多种形势的协作。 (2) 加强技术力量,组成专业班子,收集有关“金属粉末冶金”注射成型方面技术资料(材料、设备、工艺),对有关企业进行全面考查。
(3) 在应用方向上选择同类形成型工艺,但加工成本较高(精密铸件)的外协件进行攻关试验,使其成本降低,并在积累经验的基础上向机加工领域深度发展。
(4) 结合企业自身的技术、设备、人员情况采用自产和对外协作方式应用此项技术。
综上所述:该领域技术*一步就是财富,落后一步就是包袱,这种双向技术应用的发展思路是本人对目前集团公司在“注射成型”技术领域内的一点看法,它虽然受到各种客观因素的制约,不是十分成熟,但可以把它看成一种构思、一种信息、 一种想法,可为中原电子集团技术*层提供参考
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