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。其缺陷是防污染性高,加工设备一次性***大,庞杂件要工装、辅佐电极,大批生产还须要降温设备。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。005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时达到峰值，也仅有0。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。☆组合为了节省库存与组装费用，当讲多个零件团结为一个零件时，可以受益。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。

AIM工艺简介及AIM生产设备的发展现状

MIM和CIM是粉末***成形工艺的两大分支。其中MIM是发展***早也***成熟的一个分支，被称为21世界***热门的零部件成形技术，它也的确没有辜负这样一个荣誉，其产业不断发展和壮大，并拥有了专门的金属***成形生产设备。二、钝化处理所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形成一层坚实致密的﹐稳定性高的薄膜的表面处理方法。现在粉末***成型工艺一出现第三大分支：AIM，即铝合金***成型。近年来，随着金属***成形工艺的不断成熟和普及，人们也越来越关注铝合金这种具有优异功能的特殊复合金属，因铝合金种类繁多，性质差异较大，表面极易被氧化的特点，其在***成形方面与普通金属或合金要求是不同的，于是才会出现专门的AIM——铝合金***成形。

任何一个工艺要想发展，形成一种产业，必须要通过生产设备的改进和升级来为企业提高生产效率，AIM也不例外，***初它是没有专用的设备的，传统粉末冶金和注塑行业通用生产设备以及金属***成形专用设备的都曾被用于该工艺中。在传动过程中，可由电机同步转速，经弹性联轴器至减速机后，由输出装置传动快浆，使其达到规定的转速，也可由变频器进行调速。但是它有其独特的原料特点，那些非专用生产设备都无法很好满足其正常生产需要，即使勉强可以使用制品的质量也大打折扣。

AIM生产设备(主要是混炼造粒设备和***设备)的研究是近几年才开始的，因为铝合金***成形技术是非常***的一门技术，国内对其研究也是刚刚开始，目前南京科技大学对此领域研究较早较多并已经取得一定研究成果，在领域的水平可以达到世界前三。并可通过PLC实时控制及记录生产中的温度、时间、粘度等相关数据。由于铝合金粉末的摩擦系数比普通金属粉末和陶瓷粉末都要小，因此就混炼设备和***设备来讲，原则上是可以与其共用的。

随着AIM企业对生产效率和设备自动化，加工连续化程度以及设备性能等要求的提高，***的铝合金***成形混炼机、造粒机及***机的研究开始被众多机械设备制造商提上日程。

目前国内已有少数几家机械设备制造商通过与高等院校合作的方式，在AIM专用生产设备的研发生产方面取得了初步的成效，并在一些企业开始试用，其功能和特性还有待在以后的生产实践中不断摸索和改进，相信随着科技不断进步，这些生产设备也会朝着智能化、环保化、自动化发展。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。

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***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。③珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。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。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。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。缺陷：必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置，或制造成型后可以除去，例如浇口印迹，顶针印迹或结合线。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。PVD原理示意图工艺流程:PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束，冷却出炉→后处理（抛光、AFP）。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。