不锈钢喂料生产之混炼时的粘结剂与粉末的选择及重要性

金属喂料的生产是金属***成形行业不可或缺的组成部分，因为工艺技术要求***原料必须为一定大小的均匀颗粒，而不能直接使用粉末。因此，喂料生产对整个行业来讲非常必要。目前大部分金属喂料都有***的供应商，有些比较有实力的大型工艺使用商也在喂料生产领域积极探索，试图降低生产成本的同时生产出适合更多适合自身生产需要的喂料。21世纪后，MIM工艺进一步得到改进，新材料、新工艺不断涌现，产业化发展迅速。说到喂料生产就不得不提混炼，混炼是喂料生产的第1步，它是使金属粉末表面包覆一层粘结剂，使得金属粉末和粘结剂组成均匀一致混合料的过程。业内人士都知道混炼对喂料生产很重要，但却并不是所有人都能系统知道哪些因素会影响到混炼效果，今天小编就和大家一起从粉末与粘结剂配比和加料顺序的角度了解一下。

为什么要重视金属粉末与粘结剂的配比呢?这是因为喂料性能的好坏不会在混炼过程中体现出来，而是会在后续的***成形工艺中间接影响***效果和制品的***终性能。在进行混炼时就要考虑到***成形的难易程度和脱粘后的变形情况。

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;粘结剂比例过小时，喂料的粘度虽然提高，但是容易形成空隙，不容易***，而且脱粘后制品容易裂纹或开裂。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，***后经烧结致密化得到***终产品。

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。一般要按照粘结剂和粉末密度算出其质量比，按照这个比例来进行配比。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。有些人还试图在喂料生产时加入表面活性剂，实验表明这会降低粘结剂对粉末的湿润性，减少粘结剂的使用量，进而提高金属喂料中金属粉末的装载量。

对于混炼时粉末和粘结剂的加入顺序也有比较严格的规定，加料的顺序一般是先加入高熔点组元熔化，然后降温，加入低熔点组元，然后分批加入金属粉末。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。

综上，金属喂料生产的重要环节是混炼，而影响混炼效果的主要因素是粘结剂和金属粉末的配比和加入顺序，因此进行科学配比和加料对金属喂料的生产至关重要。

粉末冶金行业发展势不可挡

粉末冶金属于现代工业发展的朝阳产业，以制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

　　我国粉末冶金行业起步较晚，但发展迅猛，特别是汽车行业、机械制造、金属行业、航空航天、仪器仪表、五金工具、工程机械、电子家电及高科技产业等迅猛发展，为粉末冶金行业带来了较大的发展机遇。

　　具体数据显示，1948年我国硬质合金产量仅有2-3万吨，但2000年后我国粉末冶金市场迅速崛起。2009年我国粉末冶金行业产量为11.30万吨，超过日本跃居亚洲首位。实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。2014年粉末冶金行业销量达19.18万吨，2017年增长至20.08万吨，增幅为4.7%。

　　从应用领域来看，现阶段，我国粉末冶金产品主要应用于汽车、家电、电动工具、摩托车、农业机械及工程机械等工业。随着我国汽车行业的快速发展，粉末冶金制品本土化需求不断扩大，2016年，应用于汽车方面的粉末冶金零件共10.09万吨，占比54.69%，同比上升6.55%。1、镀前预处理镀前预处理的目的是为了得到干净新鲜的金属表面﹐为***后获得高质量镀层作准备。未来下游产业的发展将会继续拉动上游产业的发展，整个行业的容量仍在不停扩大。

　　汽车领域应用较少，技术相对落后

　　在发达***如美国、欧洲、日本，粉末冶金产品主要应用于汽车领域，汽车粉末冶金产品占粉末冶金总产品的比例高达80%以上，其产品包括VVT(可变气门正时系统)、VCT(可变气门凸轮轴正时系统)、各类泵组件、链轮、同步环、行星齿轮等，种类覆盖十分齐全。这种较高的强度来自于粉末冶金压坯中不规则形状颗粒之间的相互联锁。

　　而在我国，2017年，粉末冶金市场汽车应用占比仅为60%。我国粉末冶金汽车零件占比远低于发达***，占比提升潜力大。

　　单车用量方面，中国提升空间同样相对可观。2017年，北美粉末冶金零件单车用量可达18.6Kg，日本为8.0Kg，欧洲为7.2Kg，而中国仅为4.5Kg。一、阳极氧化阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。这种差距产生的主要原因是，我国国内很多粉末冶金产品达不到要求的尺寸公差与性能参数，因此，汽车主机厂只能选择成本更高的锻造零件与机加工零件。

　　国内企业成本优势显著，进口替代空间广阔

　　与国外公司相比，国内企业在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有优势，能够为主机厂与一级供应商提供更***的粉末冶金产品。同时，国内企业交货周期短，***服务快速、及时，能够为国内主机厂提供更优质的服务。

　　从技术角度来看，2015年，发布《中国制造2025》的通知，其中***提出要大力发展智能制造、增材制造、新材料、生物***等领域。我们认为在***政策的大力扶持下，国内粉末冶金技术有望得到快速发展，替代市场逐步由低端转向高技术。

　　另外，专利申请***量的持续增长彰显粉末冶金技术的不断成熟。2016年，我国铸造、粉末冶金专利申请***量为8295项，同比增长11.62%，近五年(2012-2016年)复合增长率为16.02%。

　　综合来看，国内粉末冶金产品进口替代空间十分广阔

我国粉末冶金行业集中度高

根据中国粉末冶金协会统计的数据，34家国内大中型粉末冶金生产企业(占53 家企业数量的64%)的累计产量长期占53家企业生产产量的占比高达85%，其中大多数汽车粉末冶金零部件生产商集中在这34 家企业中。过去十年，受益于汽车产量的增长，汽车用粉末冶金零部件需求也呈现快速增长的态势。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。未来，除了汽车行业本身的增长，粉末冶金零件需求也将受益于进口替代和对机加工零件替代的双重替代，单车的粉末冶金用量将明显提升，保障传统汽车粉末冶金零部件的需求将保持平稳增长。

　　从行业趋势来看，进入2008 年以后，由于价格的优势，世界粉末冶金的生产中心逐步往中国转移，日本本土的产量出现了明显的下降。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。根据中国粉末冶金协会的统计，以34 家粉末冶金企业产量为基数，2009/2010/2011 车用粉末冶金的单车用量分别为3.1/3.6/3.76kg/辆，用量增长趋势明显，在经历了2012 年短暂的下滑后，2013年又重回3.71kg/辆的水平。产业信息网认为，考虑到车辆节能、轻量化及产品精度化的诉求，伴随未来中国粉末冶金生产企业规模做大，技术加强和依旧强劲的成本优势，车用粉末冶金零件进口替代趋势下的需求增长仍将持续发生

粉末冶金MIM工艺相比传统精铸工艺的优势

MIM使用的原料粉末粒度直径为2—15urn，而传统粉末冶金（PM）的原料粉末粒度为50—100urn。MIM工艺的成品密度高，原因是使用微细粉末。MIM产品形状自由度是PM所不能达到的。

传统的精密铸造（IC）工艺作为一种制作复杂形状产品极有效的技术，近年使用陶心辅助可以完成狭缝、深孔穴的产品，但碍于陶心的强度以及铸液的流动性限制，该工艺仍有某些技术上的难题。3%，如果产品要求的公差很严格，MIM烧结件就需要二次加工，如CNC，数控车等，MIM的成本也趋向于增加，需要评估比较。一般而言，此工艺制造大、中型零件较为合适，而小型复杂零件则MIM工艺较为合适，而且IC工艺材质受到一定限制。

压铸工艺适用于铝和锌合金等低熔点、铸流性好的材料，而MIM工艺适合各种材质。

精密锻造可以成型复杂零件，但不能成型三维复杂的小型零件，其产品的精度低，产品有局限。

传统机械加工法：近来靠自动化和数控提升加工能力，在效率和精度上有很大的进展，但是基本的程序上仍脱不开逐步加工车、刨、铣、磨、钻、抛等完成零件形状的方式，机械加工的方法精度和复杂度远优于其他方法，但是因为材料的有效利用率低，且形状的完成受限于设备与刀具，有些零件无法用机械加工完成。相反，MIM可以有效利用材料，形状自由度不受限制。69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。对于小型、复杂、高难度形状的精密零件的制造，MIM工艺比较机械式加工而言，其成本较低且效率高，具有竞争力。