金屬粉末壓製成形6大新技術
點擊量：3907 發布時間：2017-03-06 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製造技術有限公司
●粉末壓製成型新技術
1.動磁壓製技術
原理:將粉末裝於一個導電的容器(護套（tào）)內（nèi）,置於高強磁場線圈的中心腔（qiāng）中。電容（róng）器放（fàng）電在數微秒內對線圈通入高（gāo）脈衝電流,線圈腔中形成磁場,護套內產生（shēng）感應電流。感應電流與施加磁場相互作用,產（chǎn）生由外向內壓縮護套的（de）磁力（lì）,因而粉末得到二維（wéi）壓製。整個壓製過程不足1ms。
動磁壓製的優點:
1.由於不使用模具,成型時（shí）模壁摩擦減少到0，因而可達到更（gèng）高的壓製壓力,有利於提高產品，並且生產成（chéng）本低；
2.由於在任何（hé）溫度（dù）與氣氛中均可施壓,並適用於所有材料（liào）,因而工作條件更加靈活；
3. 由於這一（yī）工藝不使用潤滑劑與粘結劑,因（yīn）而成型產品中不含有雜質，性能較高，而且還有利於環保。
許多合金鋼粉用動磁壓製做過實驗,粉（fěn）末中不添加任何潤滑劑,生坯密度均在95%以上。動磁壓製件可以在常規燒結條件下進行燒結,其（qí）力學性能高於傳統壓製件。動磁壓製（zhì）適（shì）用於製造柱形對稱的近終形件、薄壁（bì）管、縱橫比高的（de）零件和內部形狀複雜的零件。
動磁（cí）壓製有可能使電機設計與製造方法產生革命性變（biàn）化,由粉末材料一次製成近終形定子與轉子（zǐ）,從而獲得高（gāo）性能產品,大大降低（dī）生產成本。
動磁壓製正用於開發高性能粘結釹（nǚ）鐵（tiě）硼（péng）磁體與燒結釤鈷磁體。由（yóu）於動磁壓製（zhì）的粘結（jié）釹鐵硼（péng）磁（cí）體密度高,其磁能積可提高15%-20%。
動磁壓製的亞毫秒壓製過程有助於保持材料的顯微結（jié）構不變,因而也提高了材料性能。對於象Ｗ、ＷＣ與陶瓷粉末等難壓製材料,動磁壓製可達到（dào）較高的密（mì）度,從而降低燒結收縮率。目前許多動磁（cí）壓製的應（yīng）用已接近工業化階（jiē）段,第一台動磁壓製係統已在運行（háng）中。
2.高速壓製
瑞典開發出粉末冶金用高速壓製法。這可能是（shì）粉末冶金工業的又一（yī）次重大技術突破。高速壓製采（cǎi）用液壓衝擊（jī）機,它與傳統壓製有許多相似（sì）之（zhī）處（chù）,但關鍵是壓製速度比傳統快500～1000倍,其（qí）壓頭速度高達2～30m/s,因（yīn）而適用於大（dà）批量（liàng）生產。液壓驅動的重錘(5～1200kg)可產生（shēng）強烈衝擊波,0.02s內（nèi）將壓製能量（liàng）通過壓模傳（chuán）給粉末（mò）進行致密化。重錘的質量與衝擊時的速度（dù）決定壓製能量與致密化（huà）程度。
高速（sù）壓製的另一個特點是產生多（duō）重衝擊波，間隔約0 3s的一個個附加衝擊（jī）波將密度不斷提高。這種多重衝擊提高（gāo）密（mì）度的一個優點是,可用比傳統壓製小的設（shè）備製造重達5kg以上的大零件。
高速（sù）壓製適用於製造閥座、氣門導管、主軸承蓋、輪轂、齒輪、法蘭、連杆、軸套及軸承座圈等產品。
與傳統（tǒng）壓製相比, 高速壓製的優點是：
壓製件密度提高，提高幅度在0.3g/cm3左（zuǒ）右；
壓製件抗拉強度可提高20%～25%；
高速壓製壓坯徑向彈性後效很小, 脫模（mó）力較低；
高速（sù）壓製的密度較均勻, 其偏差小於0.01g/cm3。
3.溫壓成型（xíng）技術
溫壓技（jì）術是近幾年新發展的一項新技術。它是在混合物（wù）中添加高溫新（xīn）型潤滑劑，然後（hòu）將粉末（mò）和模具加（jiā）熱至423K左右進（jìn）行剛性模壓製，最後采用（yòng）傳統的燒結工藝進行燒結的技術，是普通模壓技術的發展（zhǎn）與延伸，被國際（jì）粉末冶金界（jiè）譽為 “開創鐵基粉末冶金零部件應用新紀元”和（hé）“導致粉末冶金技術革命”的新型成型（xíng）技（jì）術。
其（qí）與傳統模壓（yā）工藝主要（yào）區別之處在於壓製過程（chéng）中將粉末和模具加熱到一定的溫度，溫度通常設定（dìng）在130~150℃範（fàn）圍以內，可使鐵基（jī）粉末（mò）冶金零件密度提高0.15～0.4g/cm3，粉末壓坯相對密度可達到98-99%。
在該（gāi）工藝中，為了充分發揮在壓製過程中（zhōng）的顆粒重排和塑性變形等溫壓致密化機製，往往需要（yào）優化原料粉末設（shè）計（如形狀（zhuàng）、粒度組成的選擇），通過退火或（huò）擴散（sàn）退火處理以改善粉末塑性，以及（jí）往粉（fěn）末中摻入高性能高溫潤滑劑（添加量通常為0.6wt%）。
特點 ：
（1）密度（dù）高且分布（bù）均勻
常規一次壓（yā）製-燒結最高（gāo）密度一般為7.1g/cm3左右，溫壓（yā）一（yī）次壓製-燒結密度可達到7.40-7.50 g/cm3，溫壓二次壓製-燒結密度可高達7.6g/cm3左右。溫壓工藝中（zhōng）高性（xìng）能潤滑劑保證了粉末與模壁之間具有較低的摩擦係數（shù），使得壓坯密度分布更加均（jun1）勻，采用溫壓工藝製備（bèi）齒（chǐ）輪類零件時（shí）齒部與根部間的密度差比常規壓製工藝低0.1～0.2g/cm3。
（2）生坯（pī）強度高
常規工藝的生坯強（qiáng）度約為10~20MPa，溫壓壓坯的強度則為25~30MPa，提高了1.25-2倍。生坯強度的提高可以大大（dà）降低產品（pǐn）在轉移過程中出現的掉邊、掉角等缺陷，有（yǒu）利於製備形狀複（fù）雜的零件；同時，還有（yǒu）望（wàng）對生坯直接（jiē）進行機加工，免去燒結後的機（jī）加工工序，降低（dī）了生產成本。這一點在溫壓-燒結連杆製備中表現得（dé）尤為明（míng）顯。
（3）脫模壓力小
溫壓工藝脫模壓力(Slide pressure)約為10~20MPa，而常規工藝卻高達55~75MPa，其降低幅度超過60%。低的脫模壓（yā）力意味著（zhe）溫壓工藝（yì）易於壓製形（xíng）狀複雜的鐵基P/M零件和減小（xiǎo）模具（jù）磨損從而延長其使用（yòng）壽命。
（4）表麵精度高
由於溫壓工藝使壓坯密度升高，而且溫壓中處於粘流態的潤滑劑具有良好的“整平”作用，因此它可以使鐵基粉末冶金零件表麵精度提高2個（gè）IT等級，使納米晶硬質合金粉末壓坯表麵精度提高3個IT等級。
溫壓（yā）技術研（yán）究和開發的核心：
預合金化粉末（mò）的製造技術（shù）；
新（xīn）型聚合物潤滑劑的設計；
石墨粉末有效添加技術；
無偏（piān）析粉末的製造技術；
溫壓（yā）係統製備（bèi）技術。
溫壓技術主要適合生產鐵基合金零件。同時人們正在嚐試用這種技術製備（bèi）銅（tóng）基合金等多種材料零件。由於溫壓零件的（de）密度得到了較好的提高，從而大大提高了鐵基等粉末（mò）冶金製品的可靠性，因（yīn）此溫壓技術（shù）在汽車製（zhì）造 機（jī）械製造、武器製造等領域（yù）存在著廣闊（kuò）的應用前景。
4.流動溫（wēn）壓（yā）技術
流動溫壓（yā）技術以溫壓技術為基礎,並結合了金屬注射成形的優點,通過加入適量的微細粉末和（hé）加大潤滑劑的含量而大大提高了混合粉末的流動性（xìng）、填充能（néng）力和成形性, 這一工藝是利用調節（jiē）粉末的填充（chōng）密度與潤滑劑含量來提高粉末材料的成形性。它是介（jiè）於金屬注射成形與（yǔ）傳統模壓之間的（de）一種成形工藝。
流動（dòng）溫壓技術（shù）的關鍵是提高混合粉末的流動性，主要通過兩種方法來實現：
第一種（zhǒng）方法是:向粉末中加入精細粉末。這種精細粉末能夠填（tián）充在大顆粒之間的間隙中,從而提高了（le）混合粉末的鬆裝密度。
第二種方法是:比傳統粉末冶金工（gōng）藝加（jiā）入更多的粘（zhān）結劑和潤滑劑,但其加入量要比粉末注射成形少得多（duō）。粘結劑（jì）或潤滑劑的（de）加入量達到最優化後,混合粉末在（zài）壓製中就轉變成一（yī）種填充性很高的液流體。
將上述兩種方法結合起來,混合粉末在（zài）壓製溫度下（xià）就（jiù）可轉變成為流動性很好的（de）黏流體,它（tā）既具（jù）有（yǒu）液（yè）體的（de）所有優點,又具有（yǒu）很高的黏度。混合粉末的（de）流變行為使得粉末在壓製過程中可以流向各個角落而不產（chǎn）生裂紋。
流（liú）動溫壓工藝主要特點如下:
(1)可（kě）成形零（líng）件的複雜幾何形狀。國外已利用常規溫壓工藝成功製備出了（le）一（yī）些形狀較複雜的粉末冶金零件,如汽車傳動轉矩變換（huàn）器渦輪轂、連杆和齒輪類（lèi）零件等。
(2)密度高、性能均一。流（liú）動溫壓工藝（yì）由於鬆裝密度較（jiào）高,經溫壓後的半成品密度可以（yǐ）達到很高的值。由（yóu）於流動（dòng）溫壓工藝中粉末的良好流動性,由此得到的材料密度也（yě）更（gèng）加均勻。
(3)適應性較好。流動（dòng）溫（wēn）壓工藝（yì）已經用於（yú）低合金鋼粉、不鏽鋼316L粉、純Ti粉和WC-Co硬質合金（jīn）粉末。原則上它可適用於所有的粉（fěn）末體係（xì），唯一的條件是該粉末體係須具（jù）有足（zú）夠好的燒（shāo）結性能,以便達到所要求的密（mì）度和性能。
(4)簡化了工藝（yì）,降低了成（chéng）本。
5.注射成形技（jì）術
金屬（shǔ）粉末注射成形技（jì）術是隨著高分子材料的應用而（ér）發展起（qǐ）來的一種新型固結金屬粉、金屬陶瓷粉和陶瓷粉的特殊成形方法。它是使用大（dà）量熱塑（sù）性粘結劑與粉料一起注入成形模中，施於低而均勻的等靜壓力，使之固結成形，然後脫粘結劑燒結。
這種技術能夠製造用常規模壓粉末的技術（shù）無法製造的複雜形（xíng）狀結構（如帶有螺紋、垂直或高叉孔銳角、多台階、壁、翼等）製（zhì）品，具有更高的材質密度（93%~100%的理論（lùn）密度）和強韌性，並具有材質各向同性等特性。目前該項技術成為粉末冶金領（lǐng）域最具活（huó）力的新技術 並已進入工（gōng）業化生（shēng）產階段。
金（jīn）屬粉末注射成型（xíng）技（jì）術製作的產品有齒輪汽車部件（jiàn）、通信（xìn）器械元件(如手機的情報通信器械和計算（suàn）機的 OA 器件)、電動工具、門鎖、樂器、醫療器（qì）件和縫紉機元件、工業設備元件和磁性元件、槍支瞄準器支架、手槍退子鉤和撞針、窗戶鎖扇形塊、紡織機的三角（jiǎo）塊、眼鏡框架的（de）柔性鉸鏈、眼鏡腳、手表表殼等。產品（pǐn）都有一個明顯的特點：其結構小而複雜，密（mì）度和精度高等。製作材料除鐵 鎳合（hé）金外，還有鈦及鈦合金、鋁及（jí）鋁合金、超硬合金（jīn）和重合（hé）金等 。
微注射成型
傳（chuán）統粉末注射成形技術, 可製得（dé）0 1～1ｍｍ尺寸（cùn）的部件, 已製得最小（xiǎo）20mg的零件（jiàn）。但隨著微型係統的發展, 包括微觀光學, 最小侵害外科及微觀射流技術等, 需要形狀複雜、尺寸在微（wēi）米範圍內的金（jīn）屬（shǔ）與陶瓷（cí）零件。微注射成形（xíng）適用於（yú）大規模製（zhì）造微型結構件。
德國在10年前就開始研究微（wēi）注射成形技術, 不過所（suǒ）用（yòng）的原料（liào）為熱塑性塑料,最小（xiǎo）件尺寸已達0.2μｍ。德國在（zài）此研究的基礎上, 現正研究微金屬注射成形（xíng）與微陶恣注射成（chéng）形技術。所用粉末為平均粒度1 5μｍ的羰基鐵（tiě）粉, 4～5μｍ的不鏽鋼粉和0.6μｍ的氧化鋁粉（fěn）。所用粘結劑有自混聚烯烴/蠟化合物與常態聚醛基化合（hé）物。研究中的脫粘結劑方法有加熱去除有機物法, 聚醛基化合物（wù）催化脫粘結劑法及超臨界二氧化碳脫粘結劑法。
所製的產品複壓後密度達98%，線性收縮15%～22%。最小微陶瓷注射成形結構件尺寸達10μｍ，微注射陶瓷齒輪重量（liàng）僅為0 5mg，最小的微金屬注射成形件尺寸為（wéi）50μｍ。微注射成形用（yòng）於微型泵、微型齒輪、微型渦輪、最小損（sǔn）傷外科用（yòng）的微型導管等。
6.快速原型製作技術
選擇激光燒結法（fǎ）是用激光束一層一層地燒結生產塑料原型。現在可選用多種粉末, 包括金屬粉末（mò）與陶瓷粉末（mò）。金屬粉末（mò）選擇激光（guāng）燒結, 旨在直接生產功能部件。這使工業界對它產生了極大興趣, 因為它在產品開發過程中, 節省時間並降低成本。
多相噴射固結法是一種新的（de）自由成形技術。可用於（yú）製造生物醫學零件, 如像矯形植入物、牙齒矯正與（yǔ）修複材料、一般修複外科用部件等。多相噴（pēn）射固（gù）結法, 根（gēn）據ＣＴ掃瞄（miáo）得到的假體的三維描述, 就可以製造出（chū）通常外科所需零件,而無需（xū）開刀去實際測（cè）量。將金屬粉或陶瓷粉與粘結劑混合, 形成均勻混合料。多相噴射固結法就是將這（zhè）些混合料按技（jì）術要求進行噴射,一層一層（céng）地形成一個零件。在部件形成（chéng）之後, 其中的粘結相用化（huà）學法或者加（jiā）熱去除, 而後燒結到最終（zhōng）密度（dù）。
快猫视频APP下载安装(上海)增材（cái）製（zhì）造技術有（yǒu）限公司是國內3D金屬打（dǎ）印粉末專業的材料供應商，公司成立於2016.8，是一家科技創新型企業，專業致力於3D金屬（shǔ）粉末耗材開發與（yǔ）工藝開發設計（jì），為增材製造提供材料應用技術解決方案。
狀（zhuàng）邁(上海)增材製造技術以金屬3D打（dǎ）印（yìn）鎳基（jī）高溫合金粉、鈷合（hé）金粉、鈦合金粉、模具鋼粉為核心，生產的球形金屬合金粉粒徑超細、高純度、低含氧量、高球形度、成分無偏析而廣泛用於航（háng）空航天、汽車電子和模具中（zhōng）。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製（zhì）造技術具備完善的（de）產品研發和嚴格（gé）的（de）粉末生產控製能力，能滿（mǎn）足苛刻環境中的粉末（mò）應用要求，為用戶提供高品質的合金球形粉，加快了高端球形粉國產化進（jìn）程。
