2017-2018年MIM行业的新技术趋势MIM(MetalInjectionMolding，金属注射成型)虽然是一个小行业，相关从业人员不超过几百万；有趣的是，MIM却影响了大行业，卡托曾经于2012~2016采用MIM来制作的”爆品”零件，那是影响了数十亿用户啊！那么2017-2018年，MIM又会有哪些值得期待的亮点？与机加工工艺相比，粉末冶金齿轮的经济批量一般取决于零件的大小、结构复杂程度、产品要求精度以及其它性能要求。1.气态草酸催化脱脂-下一代催化脱脂我国独创的新技术在2010年开始，由德国BASF引进的HNO3催化脱脂是国内MIM近几年的主流脱脂工艺，但其操作危险性和环境危害性是行业内都知道的无奈事实，从早期设备安全侦测不足引发气爆、几位从业人员失当操作被HNO3不同程度灼伤，以及近年政府严加管制HNO3的使用以防止环境的破坏。2、退火的目的：①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂。在此背景下，下一代催化脱脂新技术-气态草酸脱催化脂技术，开始出现在本次粉末冶金展，并且是由我国业者独创的新技术。1）世界独步技术；2）固体草酸环保且安全，免除液体催化剂的各种风险；同时减轻了企业使用脱脂后必须承担的社会责任；3）草酸排放的碳氢氧化合物比HNO3的氮氧更环保；4）外部加热汽化系统，改变了过去液体滴酸的干扰，提升了脱脂效率。我国近十年来粉末冶金成形新技术综述粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体，节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术，在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用，已经进入当代材料科学的发展前沿。目前粉末冶金技术正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展，本文着重介绍几种近十年来粉末冶金零件的成形新技术。一、温压技术温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术，可生产出高密度、高强度，具有非常广泛的应用前景。所谓温压技术就是采用te制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统，将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130～150℃，并将温度波动控制在±2．5℃以内，然后和传统粉末冶金工艺一样进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。吸热型气氛与放热型气氛相比较，是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛，在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛，有时也作为渗碳剂使用。其技术关键：一是温压粉末制备，二是温压系统。与传统工艺相比，温压成形的压坯密度约有0.15～0.30g／cm3的增幅，其密度可达7.45g／cm3。在相同的压制压力下，温压材料的屈服强度比传统工艺平均高11％，极限拉伸强度平均高13．5％，冲击韧性可提高33％。这样能防止低熔点组元的气化或分解，分批加入金属粉可防止降温太快而导致的扭矩急增，减少设备损失。另外，温压零件的生坯强度高，可达2O～30MPa，比传统方法提高50—100％，不仅降低生坯搬运过程中的破损率而且能对生坯进行机加工，表面光洁度好。此外，温压工艺的压制压力低和脱模力小，同时零件性能均一，产品精度高，材料利用率高。温压工艺还有一个特点是工艺简单，成本低廉。研究表明，假如一次压制、烧结的普通粉末冶金工艺的成本为1.0，则粉末锻造的相对成本为2.0，复压复烧的相对成本为1.5，渗铜的相对成本为1.4，而温压技术的相对成本为1．25。目前，采用温压技术生产的粉末冶金零件已达200多种，零件重量在5—1200g。首先要确定金属粉末和粘结剂的搭配比例，当粘结剂比例过大时，会减小喂料的粘度，使金属粉末颗粒间的接触减弱，造成后续脱除粘结剂时变形严重或坍塌。例如，德国SinterstahlGmbH公司用温压技术生产复杂的摩擦传动用同步齿环，在美国新奥尔兰举行的PM2TEC2001国际会议上获奖。该零件的齿部密度超过7.3g／cm，环体密度超过7.1g／cm，生坯强度达到28MPa。采用了扩散合金化的烧结硬压粉末，zui低抗拉强度为850MPa。由于使用了温压技术和采用粉末冶金零件，使得综合成本降低了38％。二、流动温压技术流动温压技术(WarmFlowCompaction，简称WFC)是在粉末压制、温压成形工艺的基础上，结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件近净成形技术。其关键技术是提高混合粉末的流动性。金属注射成形（MetalInjectionMolding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。它通过提高了混合粉末的流动性、填充能力和成形性，从而可以在8O～130~C温度下，在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件，如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件，而不需要其后的二次机加工。WFC技术既克服了传统粉末冶金在成形复杂几何形状方面的不足，又避免了金属注射成形技术的高成本，是一项极具潜力的新技术，具有非常广阔的应用前景。WFC技术作为一种新型的粉末冶金零部件近净成形技术，其主要特点如下：(1)可成形具有复杂几何形状的零件；(2)压坯密度高、密度均匀；(3)对材料的适应性较好；(4)工艺简单，成本低。金属粉末充模模拟机理和颗粒模拟的使用对于多相填充流，人们发现可以因为剪切力作用，或是颗粒间的相互作用而形成些独特的结构。特性使得这一现象尤为突出。这就带来了一些问题，比如：流体是否均匀，流体是否是多相的且每个组分是否都起着独立的作用来影响整个流体的流动性。通过观察流道横截面上的流体可以发现许多有趣的现象。因此，国际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“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。和中显示的是横截面的放大图，显示出了相的分离以及年轮一样的结构。上面图片中的白色条纹是相分离的一种表征，那里是一些粘结剂中的低熔点组分。在这样的地方很容易产生裂纹。这种结构明显表明流体是多相的，甚至可能是类固体的。所以实际上的MIM喂料熔体是非均质的流体，其运动方式和均质流体存在着差异。在粉末-粘结剂两相体系中，粉末颗粒和粘结剂之间存在着强烈的相互作用，因此颗粒附近粘结剂的运动将受到一定的限制。在这个模型里，将具有不规则形状的粉末简化为规则球形的颗粒，每个颗粒周围包覆着一层粘结剂，这层粘结剂随颗粒一起运动，即将其看成一个复合单元。电解抛光其长处是镜面光泽维持长,工艺稳固,污染少,本钱低,防腐性好。粘结剂的厚度假定是常数，以此确保系统质量的恒定。尽管这些复合单元的周围还有自由粘结剂的存在，且其粘性制约了粉末颗粒的运动，还是可将复合单元看成是不受外围粘结剂介质的影响。修正颗粒模型颗粒模型较为充分地考虑了MIM喂料的独特性，可以描述粉末的运动情况，因此这个模型在简单计算每个粉末颗粒的实际运动情况方面较为精准，但对于实际的三维问题，颗粒模型的微观分析需要大量的单元，且容易造成计算的发散。很难将其应用到诸如粉末等微细粉末的分析。所以必须对已有的颗粒模型进行一定的修正。三、空气气氛：这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体，也可以看作是在常压状态下烧结，一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用。展示了通过这种颗粒模型模拟出来的MIM喂料充模的情况。从中可以较清楚地看出密度分布的不均匀性。结论由于MIM喂料在模腔中的流动可以看成是固-液两相流动，所以采用传统的连续介质模型来进行流动模拟存在较大的偏差。很多研究表明，MIM喂料在充模过程中将发生粉末和粘结剂分离的现象。通过这种方法可以直接考察粉末特性（粒度、粒径分布、密度和形状等）对流动过程的影响。金属表面发黑（发蓝）处理工艺钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝处理。从而可以监视流动过程中粉末的运动、聚集以及密度变化分布情况和两相分离等特殊现象。为了简化三维问题中的计算，还在基于修正颗粒流体动力学的基础上对该模型进行了修正。)