金属***成形(MIM)在电子行业中的应用
电子仪器产业是MIM零件的主要应用领域,在亚洲约占MIM零件销售额的50%。电子器件的微型化需要生产成本较低的,性能较好的,更小的零件,这正是MIM零件的优势所在。[1]
MIM在中国的发展受益于电子行业(如手机产业等)的带动,从2009年开始整个行业扶摇直上;经过二十多年的发展,我国MIM从业人员不仅突破了技术封堵,并且研制开发大量的MIM产品,拓展了市场。尤其到2011年中后,更因为受苹果与三星电子两家的商品竞争,在手机装置中大量采用MIM零件,是过去从未见到的热潮。以下举例说明电子行业中的MIM产品。
智能手机
90年代,***广为熟知的MIM应用是BP机震动马达的钨合金振子。2000年以后,不锈钢系列开始广泛应用,如光纤接头,消费电子类的hinge系列,手机按键,sim卡托槽等。近期MIM行业出现***热潮是由于MIM零件在手机行业广泛应用,以及3C行业的组装工厂也在中国,***门槛的降低,这都吸引了大量的资金流入。二、电泳(ED)电泳:用于不锈钢、铝合金等,可使产品呈现各种颜色,并保持金属光泽,同时增强表面性能,具有较好的防腐性能。
根据市场情况,2015年仅国产手机零件(卡托、按键、镜头圈、LED圈、转轴)达到16.5亿,而且MIM产品的市场需求还会进一步的扩大。
光导纤维零件
图5是由17-4PH不锈钢制造的薄壁(壁厚小于1mm)、形状复杂的光导纤维收发报机外罩,是用于网络和电讯设备中的超高速收发报机并联光学模件。这些薄壁的MIM外罩由4个薄支柱支承2条并联的带[1]。
其他典型电子行业MIM产品
在电子行业中诸如磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子封装件、手机振子、计算机打印头等也常用MIM产品。
金属微***成型技术(μ-MIM)
微机械或微机电系统(MEMS)是20世纪80年代后期发展起来的一门新兴的交叉学科,已被公认为21世纪***发展的关键学科之一。
微机械或微机电系统的实用化依赖于微细加工技术的进步,金属微***成型技术是批量化***率生产高精度、高性能微型金属或陶瓷零件的一种***有效的方法。
金属微***成型技术是指利用MIM工艺生产微米尺寸或微米结构金属或陶瓷零件的一门工艺技术,一般指尺寸小于1mm或局部微米级精细结构的精密零件。
目前,采用适当的细粉,可以制取25~50μm厚、局部结构细节小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金属或陶瓷零件。
金属***成型零件的尺寸向两个极端发展,微米尺寸精密零件有着巨大的市场容量和发展潜力。这些小零件的技术附加值非常高,例如光纤金属套、激光导管、印刷电路微型钻、微电子执行器及YA科***等零件,每千克售价为4000~20000美元。
微***成型产品在执行器、传感器、袖珍消费品、航空航天、电子组装工具、氧分析仪、过滤器及******设备等方面有着广阔的应用前景。
限制微***成型技术发展的主要障碍是精密微细模具的制造、狭窄缝隙的***充填及为小零件的操作处理。
生产这类高精度微小零件的模具比常规模具要精密的多,需要用到各类现金为细加工技术,如光刻加工、电铸加工、微细切割、微细电火花加工等。采用LIGA(德文制版术、电铸成型和注塑成型三次缩写)等工艺制造塑料消失模具方法,可以很好地解决上述问题。
热流道技术
热流道***模具是真正的无流道凝料***模具,热流道技术是***工艺过程中的一项***技术。
通过精密的设计、制造和控制技术,使整个流道内的***料始终保持熔融状态,不产生流道凝料,不流涎,不使***料过热分离或降解。
热流道结构主要是有主流道喷嘴、流道板、喷嘴、加热和测温元件、安装和紧固零件组成。
由于技术难度很高,整个热流道系统目前一般有***的公司设计制造。整套复杂的热流道模具有经验丰富的***模具企业和热流道装备公司共同设计和制造,以保证***成型顺利的进行。
热流道系统模具结构复杂,成本较高,适合大批量连续生产:
-采用热流道系统无流道凝料脱模过程,整个***过程更容易实现自动化控制;
-没有流道回收料掺入使用,生产过程稳定性提高,大批量生产产品质量一致性提高;
-流道压力损失减小,***压力可以降低,降低了***料分离降解的倾向,降低了产品的残余应力,减小变形;
-保压时间更长且有效,减小***件的收缩率,零件各部位密度更加均匀;
-可以制造尺寸更大、壁厚更薄、形状更加复杂、精度更高的制品;
-与通常MIM模具不能采用的潜伏式浇口结合,减少毛坯浇口处理环节,可以提高生产效率;
-节约能源,大批量生产可以降低成本。
304不锈钢铸件产生磁性的原因
一般情况下,使用没有磁性的304不锈钢废料浇注出来的铸件产品却带有微磁性。什么原因导致的呢?因为:
1、化学成分当量成分控制没有到位。
一般的生产厂家为了降低成本把Ni控制下限,8.0-8.2%之间,Cr/Ni达到一定数值时钢的***中出现一定量的铁素体,铁素体是有磁性的;此时采用1050~1080℃固溶处理可以把铁素体完全溶入奥氏体就不会有磁性了。
2、冷加工硬化。
当奥氏体不锈钢在冷加工时产生形变马氏体,形变马氏体使得不锈钢强度增加,而形变马氏体是有磁性的。采用固溶处理甚至退火都可以使形变马氏体消失,但是钢的强度就会下降了。
如果既要保证冷加工强度,又要弱磁性甚至无磁性可以采用下面去磁办法:
1、根据相图原理,降低Cr/Ni值,尤其提高Ni、Mn含量到上限。冷加工前进行上限固溶处理,在保证表面的前提下控制晶粒度4级;可以降低冷加工后的磁性。
2、一般304冷加工后都有一定的微弱磁性。经过敲打或其他的冲击,使其奥氏体***转变为马氏体,此时会有一定的磁性。加热到1050度,然后水淬激冷,可消除磁性。
备注:
1、“Cr/Ni达到一定数值”这个的理解:这个是2个当量的比值。
Cr当量=Cr% 1.5(Si%) Mo% Cb%-4.99
Ni当量=Ni% 30(C%) 0.5(Mn%) 26(N%-0.02) 2.77
当Cr当量/Ni当量lt;0.9 达到单项奥氏体了,就不会有磁性了。
2、由此看加镍、加锰、加氮,降铬、降硅等都可以达到去磁的效果。
3、市场上有一种“合金消磁剂”的,可以将不锈钢中的残余铁素体转换成奥氏体,也能达到去磁效果。同时加入该合金消磁剂后,对精铸铸件的耐蚀性,盐雾试验效果良好。
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