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铁基MIM产品的碳含量控制
来源: | 作者:天悦MIM | 发布时间: 2020-01-04 | 183 次浏览 | 分享到:

铁基MIM产品的碳含量控制

铁基MIM产品工艺过程中的碳含量控制

金属粉末注射成形(Metal Powder Injection Molding,简称MIM)技术是在传统粉末冶金工艺基础上吸收现代塑料注射成型思想发展而来的,由美国加州Parmatech公司于1973年发明。八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术,并使其得到迅速推广,特别是在八十年代中期该技术实现产业化以来,更获得了突飞猛进的发展,产量每年都以惊人速度递增。自上世纪九十年代中叶MIM在国内实现产业化以来,目前国内的MIM产业得到了迅猛发展,年实现产值近100亿元,MIM已成为新型制造业中最为活跃的前沿技术。

MIM产品的适用材料中,不锈钢材料占了绝大多数,但与此同时,一些需要具备高强度、高耐磨性的结构性和功能性零部件,3系不锈钢和脱碳性MIM铁基材料是不能满足产品的性能要求的,因此铁基(包括4系不锈钢材料)保碳材料就占了MIM市场中比较大的一块份额,但铁基产品的控碳问题一直是一个困扰MIM企业的难点问题,很多MIM专业技术人员都比较头疼,因为产品碳含量的稳定不止会影响最终产品的材料性能,更对产品的尺寸控制和尺寸稳定性具有极大的影响。

下面就针对这类材料在MIM工艺过程中的碳含量控制要素和大家一起分享一下


一、 粉体选择

要选择碳含量稳定的金属粉末,不管是合金粉还是单体粉末,碳含量稳定都是必须的。

二、 喂料配置

目前工艺稳定成熟且被大范围应用的MIM喂料按粘结剂体系来分主要有塑基和蜡基两大类能,不锈钢类材料采用塑基的比较多,但从控碳角度来讲,由于工艺的特点,对铁基控碳产品来讲,蜡基体系是比较适合的。蜡基粘结剂成分对产品的碳含量是有比较大的影响的,而各个公司蜡基粘结剂成分偏差比较大,这是不同公司工艺控碳好坏差别的一个关键要素。粘结剂是MIM技术的灵魂,其加入和脱除是MIM的关键技术,粘结剂体系所采用的脱脂工艺是国内外重点研究的课题。开发新型高效的粘结剂体系,也是MIM技术需要重点研究的内容之一。 

三、 成型

在产品控碳角度来讲,注射成型过程的影响不是很大,在工艺参数的设定中,一定要控制参数,避免补料过程中粘结剂的分离造成靠近浇口的位置粘结剂聚集

四、脱脂烧结 

MIM工艺中,其独特之处是粘结剂体系和脱脂技术。粘结剂的脱除最费时、最难控制,是MIM中最困难和最重要的环节,脱脂一直是阻碍MIM技术发展的难题。一般粘结剂占成形坯体积的40%以上,在脱脂过稆成形坯极易出现宏观和微观缺陷,脱脂工艺对于保证产品质量极为重要。常用的脱脂方法有热脱脂、溶剂脱脂,具体选用何种脱脂方法要根据粘结剂组成和粉料的化学性质而定。 

脱脂和烧结工序是MIM工艺过程中最关键的要素,设备的稳定、炉内的碳势会对材料基体的碳含量起到决定性的影响。这个过程中气氛纯度、成分都是关键的因素,因为工艺和设备的原因,很多公司碳含量控制不好,主要就是脱脂和烧结设备碳势不稳定或不可控,这是一个比较共性的问题。

五、热处理 

铁基控碳产品之所以具备高的强度和耐磨性,就是因为这类材料可以通过热处理来增加材料强度和硬度。烧结完成的产品,在碳含量稳定的情况下,热处理过程中也会产品脱碳和增碳的问题,这个是可以根据材料的碳含量和产品硬度要求来控制热处理设备的碳势的

验手段,也是未来的发展趋势。 

    以上几点都是铁基MIM工艺过程中对控碳影响比较大的几个要素,希望和同仁们共勉