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。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。电化学抛光过程分为两步：(1)宏观整平溶解产物向电解液中分散,材料外表几何毛糙下降,Ra＞1μm。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。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。日本、美国及欧洲的金属***成形协会联合发布ISO标准-ISO22068烧结金属***成形材料规范，意在于为设计与材料工程师提供用MIM工艺制造的零件规定的材料所需要的资料。

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。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。液压系统由一台液压站来操纵两只小油缸和两个大油缸，来完成启闭大盖、翻动搅拌缸功能。

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。

还原铁粉已成为制造业无法替代的高等级材料

还原铁粉是粉末冶金和软磁感应器件的基础原料，其产品由于具有高度的可加工性，可以制成各种超薄、特异形状器件，具有极强的抗冲击、抗腐蚀、耐磨损和高强度特性，广泛地应用于汽车、机械、船舶、机车等领域，是单纯靠熔炼制成的钢铁材料所无法替代的高等级材料。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。

　　此外在变压器磁芯、电感应器件、优质焊条、静电复印、化工、***、食品保鲜等行业的应用也日趋广泛。随着科学技术的发展，高纯铁粉的应用领域将越来越广，使用量也越来越大。

　　根据分析，还原铁粉的原始材料是氧化铁皮，主要是以四氧化三铁存在的。由于原本的利用氢气还原产生的效果不是很好，所以改之为用隧道窑选用碳作为还原剂来还原产品，得到的还原效率还是比较高的，因此以碳作为还原剂在一次还原中进行脱氧处置，被广泛的应用。粉末冶金零件生坯具有适当的强度是必要的，以便压坯从阴模中脱出和将其运送到烧结炉而不会损坏。

　　由此可见，粉末冶金用还原铁粉生产工序也是一种一次还原，因此一般都是选用碳即焦末作为还原剂进行还原，形成的为海绵铁的半成品;形成置换海绵铜铁粉，当然这还不是***终的产品，还要对其进行破碎处理后再要进行二次还原，这时就可以用氢气作为还原剂进行还原，得到我们想要的产品。金属***成型产品烧结出来后，因为各种原因，表面的光洁度相对比较粗糙，并有轻微的毛刺，并可能有细小的不锈钢粉粒黏着在产品表面。

金属***成形用不锈钢粉的生产工艺

金属***成形技术由陶瓷零件的粉末***成形技术发展而来，是一种新型的粉末冶金近净成形技术。金属***成形技术技术的主要生产步骤如下：金属粉末与粘结剂混合——制粒——***成形——脱脂——烧结——后续处理——***终产品该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件，如瑞士的手表业用来生产手表零件。      近几十年来，MIM技术发展势头迅猛，能应用的材料体系包括：Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。金属***成形技术要求粉末粒度为微米级以下，形状近球形。2、正火的目的：①可以消除铸、锻、焊件的过热粗晶***和魏氏***，轧材中的带状***。此外对粉末的松装密度、摇实密度、粉末长径比、自然坡度角、粒度分布也有一定的要求。目前生产金属***成形技术用粉末的主要方法有：水雾化法、气体雾化法、羰基法。常用的不锈钢金属的粉末牌号有：304L，316L， 317L，410L，430L，434L，440A，440C，17-4PH等。

     对于水雾化法其制作流程为：

     选用不锈钢原料——中频感应炉内熔化——成份调整——脱氧除渣——雾化制粉——质量检测——筛分——包装入库主要用到的设备有：中频感应熔炉、高压水泵、全封闭式制粉装置、循环水水池、筛分和包装设备、检测仪器等。

    对于气雾化法其制作流程为：

    选用不锈钢原料——中频感应炉内熔化——成份调整——脱氧除渣——雾化制粉——质量检测——筛分——包装入库主要用到的设备有：中频感应熔炉、氮气源和雾化装置、循环水水池、筛分和包装设备、检测仪器等。

每种方法各有其优缺点：水雾化法是主要的制粉工艺，其效率高、大规模生产比较经济，可使粉末细微化，但形状不规则，这有利于保形，但所用粘结剂较多，影响精度。此外，水与金属高温反应形成的氧化膜妨碍烧结。气体雾化法是生产金属***成形技术用粉的主要方法，它生产的粉末为球形，氧化程度低，所需粘结剂少，成形性好，但极细粉收率低，价格高，保形性差，且粘结剂中的C，N，H，O对烧结体有影响。羰基法生产的粉末纯度高、开头稳定、粒度极细，它***适合于 MIM，但仅限于Fe,Ni等粉体，不能满足品种的要求。MIM(MetalInjectionMolding，金属***成型)虽然是一个小行业，相关从业人员不超过几百万。为了满足金属***成形技术用粉的要求，许多制粉公司对上述方法进行了改进，还发展了微雾化、层流雾化等制粉方法。现在通常是水雾化粉和气雾化粉混合使用，前者提高振实密度后者维持保形性。目前采用水雾化粉也可生产相对密度大于99%的烧结体，因此较大型零件只使用水雾化粉，较小型零件使用气雾化粉