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技术新闻
如何控制MIM尺寸精度?
发表时间:2021-08-10     阅读次数:     字体:【

烧结问题最重要的直接结果之一是改变产品的大小,影响产品的最终尺寸精度。在MIM技术开发初期,产品的变形和尺寸准确度不高,成为限制MIM技术产业化的关键因素。烧结是MIM的最后一道工序。致密会发生大体积收缩,尺寸变化大。烧结时,为了性能需要,必须控制烧结体密度、杂质含量和组织,组成、密度的变化会影响产品的大小和尺寸精度。


随着烧结的缜密化,量纲变化是必然的。利用电脑可以模拟这种过程。但是,对于注射成型粉末,需要测量尺寸变化与时间和温度的关系来确定烧结工艺。


金属注射成型生产的成功取决于对产品的准确均匀控制,可以重复从一个产品到另一个产品的尺寸变化。注射过程中不良控制引起的变化在烧结阶段很难纠正。由于烧结阶段通常扩大的部分和部分的差异,这种尺寸精度的损失经常被错误地认为是烧结问题。只要适当调节烧结温度,烧结就能得到均匀的最终尺寸。这样,如果出现尺寸控制问题,最好在对烧结工艺进行重大更改之前检查注射过程。影响烧结过程中尺寸控制问题的其他因素包括将残余粘结剂保持在高温、非均匀加热、重力原因引起的蠕变、烧结炉内支架的摩擦、烧结炉内温度梯度等。


许多金属注射成型材料有10%至20%的线性收缩,典型值为15%。这么大的收缩量,保持高准确度有困难。一般产品和最终尺寸的偏差是公司0.3%。但是,在一些特殊情况下,小到0.1%左右或由于控制不当,可能会扩大到0.5%。随着毛坯密度的增加或最终密度的减少,烧结收缩率会变小。烧结时,较低的毛坯密度可以有更大的收缩量。这样,如果注射时发生不良密度梯度,则烧结会导致产品弯曲。另一方面,如果微观组织各向同性受损,则可以在不改变形状的情况下确保均匀收缩。根据对烧结物的大量数据统计分析,最终大小的变化主要取决于注射条件。烧结可以增加这些变化,但如果控制得好,对整体尺寸变化的影响不大(加热不均匀的情况除外)。



对于大的产品,尺寸不正确的原因在于产品和炉底的摩擦。大收缩率加上与炉底的摩擦,产品的尺寸与最终预期尺寸不同。产品顶部没有限制,底部因摩擦作用难以收缩时,烧结支撑物会发生变形。用光滑的材料作为烧结支撑物,可以减少摩擦引起的变形。同样,在烧结过程中,重力会引起变形。重力影响的证据是不同方向的收缩率不同。随着产品质量的增加,支撑体限制收缩的摩擦力也会增加。这对于质量大的产品和烧结支撑和接触面大的产品是一个特别的问题,随着产品高度的增加而出现。


烧结炉的温度梯度对尺寸均匀变化也有很大影响,特别是加热过程中发生的温度梯度。金属注射成型产品向热源方向弯曲。弯曲是由于产品不适当地放置在加热区而引起的。热量区域弯曲收缩、脆弱的未加热区域,使其朝向热量源。产量高的炉子通常有温度梯度,一般靠近炉门、通风孔和观测孔的地方温度较低。对烧结收缩率和炉内位置关系的大量统计分析表明,热和冷位置是产品弯曲的主要因素。


 
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