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粉末冶金厂

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粉末冶金成型设备

文章来源: 深圳市日东科技发展有限公司人气:1286发表时间:2018-03-21 11:27:58

  粉末冶金成型设备我们通过对PM与MIM工艺及设备进行解析,粉末冶金(PM)是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,经过成型与烧结等工序,制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。


  由于粉末冶金技术的优点,它已成为解决新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着举足轻重的作用。


传统PM工序


  一、传统PM工序及设备


  1、制粉


  制粉是将原料制成粉末的过程,常用的制粉方法有氧化物还原法、雾化法、旋转电极法、电解法和机械破碎法等,不同制粉方法所使用的设备也是不同的。


  1)固体碳还原制粉设备:倒焰炉、隧道炉


  2)气体还原制粉设备:管式还原炉、网带式还原炉、回转管式还原炉


  工作原理:燃料在管式加热炉的辐射室(极少数在单独的燃烧室)内燃烧,释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管,再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质。


  3)雾化制粉设备:水雾化/气雾化制粉设备


  工作原理:以快速运动的流体(气体或水)冲击或以其它方式(如离心)将金属或合金液体破碎为细小液滴,继之冷凝为固体粉末的粉末制取方法。


  4)旋转电极制粉设备:等离子枪旋转电极


  工作原理:以金属或合金制成自耗电极,其端面受电弧加热而熔融为液体,通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎为细小液滴,继之冷凝为粉末的制粉方法。


  5)电解制粉设备:离子膜电解槽


  工作原理:在电解液-水溶液或金属熔盐中通入直流电,正价金属离子在阴极得到电子形成松散的金属粉末。


  6)机械破碎制粉设备:球磨机


  工作原理:利用动能破坏材料的内部结合力,使其分裂产生新的界面,多用于难熔金属或高温合金粉的制备。




  2、压型


  成型是将混合均匀的混料,装入压模重压制成具有一定形状、尺寸和密度的型坯的过程。成型的方法基本上分为加压成型和无压成型,加压成型中应用最多的是模压成型。该过程所使用的设备有:


  1)模压成型设备:立式油压机


  工作原理:液压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。


  2)冷等静压(CIP)设备:冷等静压机


  工作原理:利用液体或气体在密封容器内压应力传递特点,将粉体或压坯用软包套(橡胶或塑料)密封,置于传力介质中,加压而致密化。


  3)热等静压(HIP)设备:热等静压机(设备主要结构:高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、冷却系统和计算机控制系统等,其中高压容器为整套设备的关键装置)


  工作原理:热等静压是一种集高温、高压于一体的工艺技术。在高温高压作用下,热等静压炉内的包套软化并收缩,挤压内部粉末使其与自身一起运动,从而使制品得以成型与致密化。


  4)机械式压力机:凸轮式压力机(TPA自动压力机)、杠杆式压力机


  工作原理:利用凸轮、杠杆或锤的运动,产生压力而使粉末成型。


  3、烧结


  烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程,成为具有一定孔隙度的冶金产品。该过程所使用的设备有:


  1)直接加热电阻炉:钼丝烧结炉


  工作原理:熔点高的钼丝作为电阻发热元件,通过直接加热的方式使粉坯烧结成型。


  2)真空烧结炉:真空(气氛)烧结炉


  工作原理:真空烧结炉是在真空环境中对被加热工件进行保护性烧结的炉子,其加热方式比较多,包括有电阻加热、感应加热、微波加热等。


  3)网带式烧结炉:网带炉


  粉末冶金制品拥有致密度可控、晶粒细小、组织均匀、无成分偏析、近型成型,原材料利用率等优点,被广泛应用于汽车、航空航天、电子消费品等行业。


MIM工艺


  二、MIM工艺及设备


  MIM是金属注射成型的简称,是一种与热塑性物料(塑料或石蜡)混合的金属粉末注射于模型中的成型方法,包括先将所选粉末与粘结剂进行混合,然后将混合料进行制粒再注射成型所需要的形状。


  1、MIM喂料


  精细金属粉末(MIM使用的原料粉末粒径在2~15μm,而传统粉末冶金的原料粉末粒径大多在50~100μm)和热塑性塑料、石蜡粘结剂按照精确比例在一个专门的混合设备中进行混合。该过程所使用的设备(或设备机组)有:


  1)混炼机


  翻转式混炼机:密炼室可以翻转一定角度倒料。通过转子的转动,对物料施加强力剪切与全方位搅拌,实现物料的均匀混合。


  开合式混炼机:密炼室液压驱动,前后均可打开,并且转子可以拔出清理。


  2)挤出机


  金属与粘接剂的预混粉由挤出机挤出冷却,用于剪切造粒喂料。


  3)强制入料造粒机


  工作原理:双腕式强制喂料,无需人工破碎,密炼好的整团物料直接投入,采用剥皮式喂料,由外层逐渐剥离,确保物料温度均匀。


  4)混炼-造粒一体机


  随着MIM技术的成熟,为避免人工二次取料和造成喂料的污染,如今多采用混炼-造粒一体机,混炼完后直接造粒得到喂料。


  2、注射成型


  注射成型的设备和技术与注塑成型是相似的,该过程所使用的设备有:注射机及其模具


  3、脱脂(脱粘)


  脱脂是将成型部件中粘结剂去除的过程,最常用的是溶剂萃取法,该过程所使用的设备有:脱脂(脱粘)炉


  4、烧结(或脱脂-烧结一体)


  经过脱脂的部件(棕坯)被放进高温、高压控制的熔炉中,该部件被加热到很高的温度,颗粒之间的空隙由于颗粒的融合而消失,典型的烧结密度理论上大于97%。该过程所使用的设备有:烧结炉、脱脂-烧结一体炉


  5、二次处理


  根据制品具体需求,有些部件(银坯)烧结后可能需要进行二次深加工处理得到完成件。如渗碳淬火、时效析出等热处理以提高材料物理性能;电镀、涂装可对表面进行装饰,提高美观感等。


  以上就是关于粉末冶金成型设备就介绍到这,粉末冶金能实现工件的少切削、无切削加工,是一种高效、优质、精密、低耗节能制造零件的先进技术,是一门重要的材料制备与成形技术。

此文关键词:粉末冶金,粉末冶金成型,粉末冶金厂
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