粉末冶金齿轮

粉末冶金齿轮是各种汽车发动机中普遍使用的粉末冶金零件，虽然在大批量的情况下是非常经济实用的，不过在其他方面也有待改进的地方。今天我们就粉末冶金齿轮的缺点，简单的介绍一下：

粉末冶金齿轮

（1）、粉末冶金齿轮价格与采购批量有关。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。在小批量生产的情况下，粉末冶金齿轮的生产成本可能比传统制造方法的成本高。一般来说，批量5000件以上比较适合用粉末冶金工艺生产；对于不同的金属粉末，其混炼时选择的粘结剂种类也不同，配比自然也不同。

（2）、粉末冶金齿轮的尺寸大小受到压机压制能力的限制。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；

（3）、粉末冶金齿轮受结构限制。由于压制和模具上的原因，一般不适宜生产蜗轮、人字形齿轮和螺旋角大于35°的斜齿轮。斜齿轮一般建议把斜齿设计在15度以内；

（4）、粉末冶金齿轮的厚度受到限制。模腔深度和压机行程必须是齿轮厚度的2～2.5倍，同时考虑到齿轮高度纵向密度的均匀性，因此粉末冶金齿轮的厚度也是很重要的；

以上是粉末冶金齿轮一些缺点，不过凡事有利就有弊，相信随着时代的快速发展，粉末冶金齿轮的不足点也会慢慢的得到改善。

影响MIM不锈钢喂料的流动性的三大因素

金属***成形工艺(简称MIM)是将金属粉末和有机粘结剂经过混炼、造粒成混合料颗粒，再通过***成形的方式制造成特定性状制品的方法，特别适合于小型、复杂精密金属零件的制造，也得到了相当所的精密零件制造商的认可和使用，在当今金属制品成形领域占有重要地位。三、微弧氧化(MAO)微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。

该工艺需要事先准备好***料，也就是常说的MIM喂料，且对喂料的流变性有着比较苛刻的要求。MIM当前常用的两种喂料是铁基喂料（如Fe2Ni，Fe8Ni）和不锈钢喂料（如SUS316L，SUS630即17-4，SUS304等），随着近年来不锈钢制品的需求越来越大，关于不锈钢喂料的研究也迅速升温。综上，单从技术领域来看前景一片光明，还有很大的应用空间有待开发，从行业竞争角度，需要稳定的行业技术人才，配套的优质资源，以及***的企业管理人才，不断技术创新，优化管理制度，才能立足于行业大潮中……。

喂料的特性，直接影响后续所有工艺的参数以及成品的品质特性。今天小编就已常用的不锈钢为例为例，和大家一起来看一下生产工艺参数中影响不锈钢喂料流动性的三大因素。

一， 粉末装载量。粉末装载量是一个比值，指的是粉末体积占喂料总体积的百分数。粉末装载量越大，说明喂料中粉末所占的比重越大，此时喂料的粘度增大，流变性相应变差;当粉末装载量变小时，粘结剂所占比重相应变大，此时喂料的粘度减小，流动性转好。但也不是粘结剂越多越好。还要考虑粘结剂的量对后续其他工艺的影响。六、粉末喷涂(Powdercoating)粉末喷涂：是用喷粉设备（静电喷塑机）把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层。

二， 剪切速率。在***成形过程中，不锈钢喂料在高的剪切速率下而流动，所以喂料受到高剪切力发热，发热之后粘度降低，因此流动性强;反之当喂料在低的剪切速率下流动，受到较低的剪切力发热较慢，粘度不会明显降低，流动性也相应比较差。

三， 温度。这里主要指的是***成形时的***温度以及进入模腔后的温度。以及常州精研科技股份有限公司，是国内***先上市的MIM企业代表。温度的影响对于不锈钢喂料来讲是个加热的过程，温度通过对着喂料粘度的影响而影响其流动性，当温度升高时，喂料的粘度会变小，相应的流动性变强，当温度降低时，喂料粘度变大，流动性也会比较差

MIM如何选择粘结剂

粘结剂是MIM技术的核心，MIM与常规粉末冶金方法相比的一个重要差异即粘结剂含量高。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。

MIM用粘结剂应满足如下要求：

与粉末接触角小，粘附力强且不与粉末反应；射出温度范围内粘度变化不大，但冷却时粘度变化速度快不易粘模；用量少，用较少的粘结剂能使混合料产生较好的流变性；

粘结剂的选择十分关键，若粘结剂选择不当可能产生以下缺陷：

粘结剂是怎么分类的？

一个实用的粘结剂一般由几种组元组成，每种组元有各自独特的功能，按照功能可以分为主要粘结剂、次要粘结剂和添加剂这几种。根据粘结剂体系中主要粘结剂组元及其性质可以把粘结剂体系分为热塑性粘结剂、热固性粘结剂、凝胶体系和水溶性粘结剂以及特殊体系等。自1916年出现真正意义上的Banbury（本伯里）型密炼机后，密炼机的威力逐渐被人们所认识，它在橡胶混炼过程中显示出来比开炼机优异的一系列特征，如：混炼容量大、时间短、生产效率高。

其中，热塑性粘结剂应用***广泛，分为石蜡基粘结剂、油基粘结剂、聚合物基粘结剂等。下表列出了几种主要MIM粘结剂体系的优缺点 ：

热塑性粘结剂一般由高分子聚合物、低分子物质以及必要的添加剂组成（石蜡基粘结剂、油基粘结剂等分类是根据低分子物质来区分的）。各组成部分作用如下：

高分子聚合物：黏度高，强度高，在***后及脱脂过程中保持坯块形状低分子物质：粘度低，流动性好，脱脂过程中能在较低温度下首先被脱除，在坯块中留下连通空隙，有利于后期快速热熔脂的进行添加剂：改善应力、降低粘度、增加润湿性或润滑性等

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。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。为了达到表面光洁度（有的产品甚至要求达到镜面效果，如苹果的Logo产品）和去毛刺的要求，往往都会增加研磨、抛光、喷砂等表面处理工艺。

　　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。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。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时，烧结炉内的实际气氛，常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。

　　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。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。现在，我们看到了很多为MIM设计的新的材料，其中有叠片结构的（硬磁-软磁，磁性的-非磁性的，传导性的-绝缘的）、泡沫金属及孔新建，这些可选择的项目，都将MIM推进到了几乎没有工艺可替代的领域。

　　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。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。二、可控气氛：这类气氛分为放热型(不需要从外部供热)和吸热型气氛(需要从外部供热)，都由碳氢化合物转化而成。