壓鑄工藝跟金屬粉末射出成型對於產出品要求各有什麼區別?
有知友說不清楚,就是一個產品怎麼選擇是應該用金屬射出成型還是壓鑄呢?因為兩種都是模內成型 ,有點傻傻分不清
題主大概說反了,不是壓鑄工藝或者金屬粉末射出成型(?)對產品有要求,而是根據產品的不同要求來選擇不同的成型工藝。另外不瞭解有沒有金屬粉末射出成型,據我所知金屬粉末射出是成不了型的,我猜你想問的是金屬粉末燒結(MIM)工藝吧。你說的太籠統了,得看你做什麼產品。就我知道的手機成型方面一般Braket會選擇用壓鑄工藝,小一點的如SIM卡槽一般用的是金屬粉末成型工藝。先說這麼多,題主改一下描述吧。
下面是我知道的區別,歡迎拍磚:
材料:壓鑄材料通常為鋁和鋅等,粉末冶金的材料通常為不鏽鋼
尺寸:壓鑄零件可以有很大的尺寸範圍,粉末冶金的會小很多
精度:粉末冶金注塑後還有燒結,尺寸變形很大。
表面處理:也會有不同的要求。
在這兩種工藝外,材料是不鏽鋼的話,也可以考慮精密鑄造。
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看來大家對MIM工藝不是很熟悉,我來補充一下:
金屬粉末注射成形(Metal injection molding 簡稱MIM)是一種新的金屬零部件製備技術。它是一種將傳統粉末冶金工藝與塑料注射成形工藝相結合的新型製造技術,見圖1。
圖1
注射成形與粉末冶金的結合
該工藝的工藝過程是:將金屬粉末與有機粘結劑均勻混合成為具有流變性的粒料,採用注射機將物料注入具有零件形狀的模具型腔中形成毛坯件,然後再脫除粘結劑並進行燒結,使其形成為高度緻密的金屬零件,必要時還可以進行相應的後處理,見圖2。
圖2
注射成形技術工藝流程圖
二、MIM技術特點
MIM 技術作為一種製造高質量精密零件的近凈成形技術,具有常規粉末冶金、機加工和精密鑄造方法無法比擬的優越性。首先,我們就來看一下如圖3所示的金屬粉末注射成形技術與其它工藝技術在產品的複雜程度的適用性以及產品的大批量生產方面相比較時所具有的優越性。。
圖3 MIM技術的優越性
另外,如圖3所示,在小批量生產時精密鑄造比金屬注射成形有一定的優勢,但是用MIM技術製造的產品形狀在有些方面是精密鑄造技術所無法達到的,如表1所示。
表1MIM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
厚大壁厚
無限制
10mm
4mm直徑的公差
±0.2mm
±0.06mm
表面粗糙度(Ra)
5μm
1μm
通過上面的比較可以看出金屬注射成形的技術特點主要表現在以下幾個方面:
1、零部件幾何形狀的自由度高,能像生產塑料製品一樣,一次成形生產形狀複雜的金屬零部件,且各部分密度均勻、尺寸精度高,適於製造幾何形狀複雜、精密及具有特殊要求的小型零件(0.05g-200g);
2、合金化靈活性好,對於過硬、過脆、難以切削的材料或原料鑄造時有偏析或污染的零件,可降低製造成本;
3、產品質量穩定、性能可靠,製品的相對密寬可達92-98%,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。可進行滲碳、淬火、回火等處理;
4、產品成本低,光潔度好,精度高(±0.3%~±0.1%),典型公差為±0.05mm,一般無需後續加工。
5、原材料利用率高、生產效率高、生產自動化程度高,工序簡單,可連續大批量、規模化生產。
四、MIM技術適用材料
MIM技術原則上可用於任何能製成粉末的材料,目前應用的MIM材料體系主要有鐵基合金鋼、不鏽鋼、鎳基合金、鎢合金、硬質合金、鈦合金、磁性材料、 Kovar合金、精細陶瓷等。如表2所示,表3為MIM典型材料的性能。
表2 常用MIM材料體系及應用領域
材料體系
合金牌號、成分
應用領域
低合金鋼
Fe-2Ni, Fe-8Ni
汽車、機械等行業的各種結構件
不鏽鋼
316L ,17-4PH
醫療器械、鐘錶零件
硬質合金
WC-Co
各種刀具、鐘錶、手錶
陶瓷
Al 2 O 3 ,ZrO 2 ,SiO 2
IT電子、日常生活用品、鐘錶
重合金
W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, W-Cu
軍工業、通訊、日用品
鈦合金
Ti,Ti-6Al-4V
醫療、軍工結構件
磁性材料
Fe,Fe 14 Nd 2 B,SmCo 5
各種磁性能部件
表3 幾種典型MIM材料的性能
材料
密度
g/cm 3
硬度
洛氏
拉伸強度
MPa
伸長率
%
鐵基合金
MIM-2200(燒結態)
7.65
45HRB
290
40
MIM-2700(燒結態)
7.65
69HRB
440
26
MIM-4650(燒結態)
7.62
62HRB
415
15
MIM-4650(淬、回火)
7.62
48HRC
1655
2
不鏽鋼
MIM - 316L(燒結態)
7.92
67HB
520
50
MIM- 17-4PH (燒結態)
7.5
27HRC
900
6
MIM- 17-4PH (燒結態)
7.5
40HRC
1185
6
MIM - 430L(燒結態)
7.5
65HRB
415
25
鎢合金
95%W-Ni-Fe
18.1
30
960
25
97%W-Ni-Fe
18.5
33
940
15
硬質合金
YG8X
14.9
HRA90
彎曲強度 2300
精細陶瓷
Al 2 O 3
3.98
HRA92
彎曲強度 530
1.首先說下壓鑄工藝: 壓鑄工藝和現在比較成熟的注塑成型工藝的原理一樣,注塑是將熔融的樹脂射出進金屬模具型腔內,通過模具型腔形狀的製作可以得到相應形狀的注塑成品,技術成熟通過注塑機和模具可生產,壓鑄工藝也是這個原理。不一樣的是 注塑工藝 樹脂根據原料的不同(ABS,PC,PA GF,PP等 )注塑機作業溫度一般為240~340° ,而壓鑄通常為鎂鋁合金或者鋅合金 溫度600~750° 而且壓鑄對模具的材質要求較高,產品結構上極少出現倒扣,且根據生產目的不同採用冷室或者熱室壓鑄機將合金熱湯充填入模具型腔。生產時會每模噴塗脫模即,且成品末端會設置較長的殘料後處理加工予以去除,表面質量會經常出現氣孔,雜質質量相較於注塑較差,但強度較高後續還會有化成噴塗等後處理。一般多用於IML和塑膠結合生產。多用於內部結構件。2. 金屬粉末冶金 行內俗稱(MIM)是將金屬粉末和樹脂混合在一起後做的樹脂 ,然後和注塑一樣 利用注塑機和模具成型,成型後 結構強度很差 很易損壞,需要經過脫汁工藝將 成型後的半成品中的粘結劑去除,脫汁後剛性及強度較差易損壞 需要再次經過燒結 然後可以達到和壓鑄件強度差不多的成品,然後後處理(拋光,anodize等)表面外觀質量較壓鑄好 常用不鏽鋼粉末。多用於小件製品或者不精密的大件製品。
MIM是金屬粉末注射成形(Metal injection molding),可以想像成先注塑零件,再將注塑的零件放入「烤箱」燒結。應用範圍一般是小型精密複雜零件。憑印象說點自己之前瞭解的,自己瞭解也很淺,如果深入瞭解還是要搜一下英文資料比較好。
之前公司供應商是Smith Metal,它們技術不錯,後來國內上海一家也有做,良品率也可以了。之前參觀的時候蠻多疑問,他們技術人員並不願意透露技術細節。印象中有問他們真空燒結溫度肯定在材料再結晶溫度之上吧?他們只講具體材料燒結溫度控制及時間等工藝不便相告,只說材料的液相燒結溫度很窄,工藝不當零件就會嚴重變形甚至坍塌。
當然設計這種零件瞭解個大概也可以,燒結「縮水率」要20%多,設計壁厚要求雖然不會同塑料件那麼均勻,但是別壁厚過於懸殊,有個是否能燒透的問題,另外燒結位置擺放也很關鍵,當然更不能有細長懸壁的設計了,有些手機卡槽是這種工藝,不過薄片類可以平放不會有問題。金屬粉末射出成型這方面,還是第一次聽說,金屬粉末這樣的成型方式現在好像使用在3D列印上,3D列印對於金屬的熔點有比較高的要求,粉末狀的金屬,吸收的能量相比較塊狀的並沒有什麼優勢,但是,其融化比較快。粉末射出成型,這個就不知道了,不能亂說。至於壓鑄。壓鑄,是低熔點合金,簡單件,應該說比較小的零件最先選擇的鑄造方式,這個前提是零件的生產必須是有數量的,幾千以上,我們可以開一個快速模具,模具的質量相比較上萬的產量來說,在工藝上肯定有差距。現在技術發展,對於1400攝氏度以上的合金,其實也就是鑄鐵,鋼,有少量的壓鑄件,但是使用範圍有限,限於技術的原因,現在還沒有辦法普及。
主要差別在於結構了。MIM,可以做的產品結構複雜度可以超過壓鑄的複雜度很多;其次,MIM因為是粉末燒結的,在密度上比壓鑄小些,也就是要輕一些,這個是很多行業講究輕量化的潮流下,是很重要的一個減重渠道。
看精密度和成本要求吧,精密粉末射出成型不瞭解。
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