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文檔簡介
1、MIM 金屬 注射成型技術,此PPT旨在給予對MIM(Metal Injection Moulding)金屬注射成形工藝不了解的工程師一個基礎的認識,希望通過以下主題的講解可以讓大家在以后的產(chǎn)品設計時多一個選擇!,MIM工藝簡介目錄,MIM 工藝起源與特點MIM 工藝流程MIM 能做哪些零件?MIM和其它工藝比有什么優(yōu)點?MIM工藝該在什么情況使用?MIM產(chǎn)品設計需要注意什么?MIM能做到多高精度?MIM設計如何選材及常用
2、材料有哪些?MIM材料性能指標參考,Prepared By: Pedro.HuangDate: Dec-16-2014,,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM(Metal Injection Moulding)金屬注射成形,是1973年由美國加州Parmatech公司的航天燃料專家Wiech博士發(fā)明,如今已成為世界粉末冶金領域發(fā)展最快的高新技術。由于該技術的獨特優(yōu)點和先進性,被美國列為不對外擴散技術加以保密,直到1985年才向全世界
3、公布這一技術,而在這期間美國國內(nèi)的MIM技術得以成熟并迅速發(fā)展形成產(chǎn)業(yè)化。該項技術向世界披露后得到世界各國政府、學術界、企業(yè)界的廣泛重視,并投入了大量人力物力和財力予以開發(fā)研究。其中日本在研究上十分積極而且表現(xiàn)突出,許多大型株式會社參與了MIM技術的工業(yè)化推展,繼日本快速發(fā)展之后,臺灣、韓國、新加坡、以色列、土爾其、瑞士以及歐洲和南美的其他國家MIM產(chǎn)業(yè)也雨后春筍般的發(fā)展起來,獲得了較大的商業(yè)利潤。作為該項技術的發(fā)明國美國,MIM技術
4、產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應用于航天、摩托車、汽車、醫(yī)療器械、食品機械、計算機、通信設備、五金工具、儀器儀表、鐘表等各個制造行業(yè),MIM企業(yè)也因得到了長足的發(fā)展。據(jù)粉末冶金協(xié)會粗略統(tǒng)計和預測,全球MIM產(chǎn)品的銷售量正在以每年30%~40%的速度遞增,截止2000年,全球的年平均銷售額為10億美元,2010年平均年銷售量超過24億美元。,MIM工藝起源與特點,MIM工藝起源與特點,,MIM 金屬 注射成型技術,金屬粉末注射成型技術是集塑料成型工藝學
5、、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多學科的交叉的產(chǎn)物,利用模具可注射成型坯件并通過燒結快速制造高密度、高精度、三維復雜形狀的結構零件,能夠快速準確地將設計思想物化為具有一定結構、功能特性的制品,并可直接批量生產(chǎn)出零件,是制造技術行業(yè)一次新的變革。該工藝技術不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點,而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、材質(zhì)不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、復雜結構件的缺點,特別適合于大批量生產(chǎn)小
6、型、復雜以及具有特殊要求的金屬零件,MIM工藝起源與特點,MIM工藝起源與特點,,,MIM生產(chǎn)工藝流程圖,MIM 金屬 注射成型技術,MIM工藝流程圖,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM工藝流程—模具,模具是MIM工藝中最關鍵的要素之一,由于MIM金屬注射成形工藝和我們常用的塑膠注射成型工藝類似,所以其模具設計制造也基本沿用了塑膠模具的原理。在注射成型過程中金屬粉末不會融化,只是融化后的粘接劑載著金屬粉末進行注射成型。(一般粘接劑在注
7、射機料筒加熱到150攝氏度左右變?yōu)榱黧w)MIM模具制造較塑膠模具而言有更高的尺寸精度和表面光潔度要求。 毛刺飛邊是模具制造中較難控制的問題,因為一旦成品有飛邊將會象刀片一樣鋒利。產(chǎn)品注射的壓力和周期和塑膠零件也類似,依照產(chǎn)品的大小和厚度而定。,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM生產(chǎn)工藝流程,MIM生產(chǎn)工藝流程,,MIM 能做哪些零件?,MIM 金屬 注射成型技術,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM 能做哪些零件?,,MIM 金屬
8、 注射成型技術,MIM 能做哪些零件?,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM工藝與其它加工工藝的對比1. MIM使用的原料粉末顆粒直徑為2-15μm,而傳統(tǒng)粉末冶金的原料粉末顆粒為50-100μm。MIM工藝的成品密度高,原因是使用微細粉末。MIM工藝具有傳統(tǒng)粉末冶金工藝的優(yōu)點,但是形狀自由度是傳統(tǒng)粉末冶金所不能達到的,其比較見表一。 MIM制程和傳統(tǒng)粉末冶金的比較,2. 傳統(tǒng)的精密鑄造(脫蠟)工藝作為一種制作復雜形狀產(chǎn)品極
9、有效的技術,近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的產(chǎn)品,但礙于陶心的強度以及鑄液的流動性限制,該工藝仍有某些技術上的難題。一般而言,此工藝制造大、中型及對尺寸要求不高的零件較為合適,而小型復雜精密的零件則MIM工藝較為合適,而且精鑄工藝材質(zhì)受到一定限制。3. 壓鑄工藝適用于鋁和鋅合金等低熔點、鑄流性好的材料,而MIM工藝適合各種材質(zhì)。4. 精密鍛造可以成型復雜零件,但不能成型三維復雜的小型零件,其產(chǎn)品的精度低,產(chǎn)品有局限。5. 傳
10、統(tǒng)機械加工法:近來靠自動化和數(shù)控提升加工能力,在效率和精度上有很大的進展,但是基本的程序上,仍未脫離逐步加工(車、刨、銑、磨、鉆、拋等)完成零件形狀的方式,機械加工的方法精度和復雜度遠優(yōu)于其他方法,但是因為材料的有效利用率低,且形狀的完成受限于設備與刀具,有些零件無法用機械加工完成,相反,MIM可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。對于小型、復雜、高難度形狀的精密零件的制造,MIM工藝比較機械加工而言,其成本較低用效率高,具有競爭力。
11、6. MIM技術彌補了傳統(tǒng)加工方法在技術上的不足或無法制作的缺撼,并非與傳統(tǒng)加工方法競爭,MIM技術可以在傳統(tǒng)加工方法無法制作的零件領域發(fā)揮其特長。,MIM和其他金屬加工法的比較,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM和其他金屬加工法的比較,注:比較的點數(shù)以5為最高,1為最低,,MIM與其它傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的圖表比較,,什么情況該選擇MIM工藝?,MIM 金屬 注射成型技術,,MIM 金屬 注射成型技術,MIM零件設計形狀時保證均勻臂厚/孔是
12、非常重要的,為防止燒結時產(chǎn)生應力,裂紋,變形等,有利于喂料流暢,壁厚需要盡量控制,并用圓角過渡.如下圖例:,產(chǎn)品設計時需要注意什么?,注:1. 對于較重要的基準面或孔等,也可以將拔模斜度設為0°, 但須在圖紙上注明。 2. MIM最小壁厚能做到0.15 到0.2mm,但需要根據(jù)受力要求來設計壁厚特征,一般盡量做到0.5mm以上 。,,,拔模斜度一般0.5°左右(較早書本要求拔模角較大)。,,MIM能做到
13、多高等級精度?,MIM 金屬 注射成型技術,精度:MIM燒結時尺寸變化是各向同性的,即在各個方向上尺寸變化是一致的.精度一般在IT11級,個別精度可達IT10級,標準公差如小表:,,,如何選材及常用的材料有哪些?,MIM 金屬 注射成型技術,常用的材料及如何選材?材料的選擇主要由設計所要求的性能所決定,如強度,硬度,耐磨性等.常用材料見下表:,,MIM 金屬 注射成型技術,,MIM材料性能指標參考,,MIM 金屬 注射成型技術,
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