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MIM工艺中的固相烧结和液相烧结

在金属***成形工艺中，烧结是一个非常关键的环节，它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到***终成品的性能，在该工艺中，名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。粘结剂的主要作用是充当粘结金属粉末颗粒流动的载体以及成型后保持工件形状。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在低于其主要组成成分的温度下通过原子前一来完成粉末颗粒间的联结，减少颗粒间的空隙，从而达到致密化的目的。在MIM工艺中，致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与***模具相符的形状，只是经过烧结变得具有了一定强度和性能，可以承受一定的外力，不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。

曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点，从宏观来看，坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高，从微观来看，粉末颗粒的原子发生里质点转移，使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。

烧结的原理就是在一定的温度下，利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移，将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。结合力及再涂性能好：达克罗涂层与金属基体有良好的结合力，而且与其他附加涂层有强烈的粘着性，处理后的零件易于喷涂着色，与有机涂层的结合力甚至超过了磷化膜。由此可以看出温度对于烧结的重要性，从理论上来讲，温度越高，烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速，从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多，烧结过程也就进行得越快。

在实际的生产应用中，人们会经常提到两个词：固相烧结和液相烧结，其实这没有什么费解的，关于二者的区别，简单一点说就是根据烧结温度不同，固相烧结就是烧结温度低于所有组成成分的熔点，而液相烧结则是烧结温度低于主要组成成分的熔点。使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。同时这两种烧结方法又有一个共同点：都是不施加外部压力的情况下进行的。

因此，固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结，这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。

金属粉末颗粒状及制造方法对mim公工艺的影响

MIM是一种将传统粉末冶金和现代塑料注塑成形技术结合而成的新型金属成形工艺。金属***成形工艺对于金属粉末的选择有严格标准，这是因为粉末颗粒的形状可以左右制品的质量。

好的金属喂料才可以成形好的产品，而好的粉末会成就好的金属喂料，这也就是说金属粉末的好坏影响着MIM制品的性能。那么怎样才算是好的金属粉末呢?

行业经过多年的生产实践和行业***的理论研究发现，越是粒度细小、颗粒均匀、接近球状的粉末颗粒越适合制造喂料，这样的粉末制成的喂料在后续的制品成形过程中流动性良好，有利于整个MIM工艺的顺利完成，而且脱粘容易，脱粘后的坯件在烧结过程中收缩均匀且程度较小。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布，称为片状珠光体。

但是在实际生产中，由于成本、技术等多方面因素影响，用来生产喂料的金属粉末原料并不都是“很好”的。甚至是我们认为好的粉末原料也难免因为成形部件的形状不易保持而影响到MIM成形工艺的效果。压机一般都几吨到几百吨压力，直径基本是在110MM以内都可以制作成粉末冶金。例如金属***成形工艺中用到的钢粉虽然是球形的，粒度大小也符合工艺要求，但是因为颗粒间的咬合力小，制品形状很难维持。

于是人们就想，那把球形的粉末换成不规则形状的会不会好一点呢?事实证明，这种改变虽然增加了颗粒间的咬合力，但是却不能使金属喂料在加热状态下还能保持较好的流动性，减弱了制品的均匀性，严重影响到MIM坯件的脱粘和烧结环节，以致影响***终的制品性能和成品率。捏合机是由一对互相配合和旋转的叶片（通常呈Z形）所产生强烈剪切作用而使半干状态的或橡胶状粘稠塑料材料能使物料迅速反应从而获得均匀混合搅拌的设备。

可见想要获得性能、形状稳定的制品还要另想改善措施，目前制造金属喂料使用的金属粉末一般分为两种：气雾化粉末和水雾化粉末。这两种粉末形状性质迥异，单独用哪种都不能获得好的喂料。

气雾化粉中加入水雾化粉可提高***成形件的形状保持能力,降低各向异性收缩。若混合粉的自然坡度角小,则说明颗粒间的相互作用小,所制部件在烧结后各向异性收缩较大。气雾化粉含量大的试样,脱粘后易于坍塌。②、调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。使用水雾化粉末,可保持形状而不损害其力学性能。颗粒的不规则形状影响混合粉的烧结性,使用较大比例的水雾化粉可促进致密化。

综上所述，金属粉末颗粒形状对MIM工艺的影响是根源性和***终性的，选择合适的金属粉末制成合适的金属喂料对成形高质量的MIM制品至关重要。

快速模具技术

正常生产模具的制造成本通常很高，许多情况下需要制作实验模具去发现验证设计生产整个过程中可能遇到的问题，***终的模具肯定要修改。为适应这种情况，出现了许多快速或软模具技术用来制造满足几百件零件试制的实验模具。

目前铝合金、颗粒增强环氧树脂、铍铜、低碳钢、不锈钢及钴合金等已被用作制造软的金属***模具。由于容易成型，锌、铝和铋合金等偶尔也用于制造试验模具及样品原型。

但由于容易划伤和损坏，***终的生产模具会采用硬质材料。

利用有机硅橡胶模具工艺原理，制作使用寿命有限的MIM塑料注塑模具是一项较新的模具技术。将熔融塑料浇在母模型腔周围，凝固硬化后，剖开塑料取出母模模型。压入受限制的模架中，这样的塑料模具可以用来承受几百次的低压***试验。

激光快速原型技术是一种非常简单的模具或原型制造方法，采用激光扫描积分堆积塑料或金属粉末直接制造模具型腔。激光快速原型技术的另外一种模具制造工艺是利用堆积的树脂或纸质模型，采用精密铸造或电铸方法制造模具型腔。

这些方法制造的模具表面比较粗糙，精度较低，无法满足生产模具的苛刻要求。

非常大批量生产用的模腔或其组件，容易磨损，快速模具技术将是一种非常有效的工艺手段。