金屬粉末注塑成型(MIM)常見缺陷原因分析

2021-01-04 南京歐能模溫機廠家

金屬粉末注塑成型(MIM)是一種將粘結劑和金屬粉末混合得到的增塑混合料注射到特定模具的一種成型加工方法,是粉末冶金與聚合物注塑成型相結合發展起來的一種新型成型技術。特別適合於大批量生產小型、外形複雜且用量較大的金屬製品,尤其結構複雜、體積較小、特殊要求的精密金屬零件,難以用傳統加工手段加工且加工成本較高,金屬粉末注塑成型可降低加工成本。

金屬粉末注塑成型(MIM)製品的生產過程是:粉末+粘結劑→混煉→造粒→注射成形→脫脂(MIM脫脂爐)→燒結(MIM燒結爐)→後續處理→成形產品。在生產MIM硬質合金零件的過程中,任何一個環節選材、操作控制不當都有可能使硬質合金零件造成缺陷,那麼如何避免這種缺陷呢?

1、粉末選擇環節。MIM硬質合金粉末冶金除了要滿足它的粒度分布、粒徑等基本要求外,還要求粉末的純度要高,不能選用夾有雜質的粉末,如果粉末中夾雜有硫、磷、矽等元素,燒結過程中這些物質就會形成孔隙,造成製品缺陷。

2、餵料的生產環節。硬質合金粉末在混煉時需要合適的粘結劑,混煉時將硬質合金粉末與粘結劑充分混合,混煉過程必須嚴格控制好溫度,避免粘結劑揮發和分布不均勻的情況,使混料製成餵料後具有良好的流變性能和粘度值,避免在以後的環節中產生缺陷。

3、成形生坯的環節。這也是硬質合金零部件生產中的關鍵環節,要避免製品缺陷,需要注意在注射過程中合理控制模具的溫度、加料量、注射壓力、保壓壓力、保壓時間、注射速度等,可以有效避免注射生坯的缺陷產生。

4、脫脂環節。硬質合金生坯的脫脂,在脫脂過程中,若脫脂爐升溫的速度過快,將會造成硬質合金零件的裂紋缺陷,可以採用逐級升溫的方法來進行脫脂。

5、燒結環節。硬質合金的密度大,液相燒結時由於自身的重力作用,製品容易產生變形。可採用適當的支撐裝置,對於尺寸較大的產品可以選取收縮率相當的材料作為支撐板,另外還應儘可能地縮短液相燒結的時間。

金屬粉末注塑件常見缺陷如下。

1、欠註:欠注是指由所用注塑機的壓力不足或者所用注射材料的流動性差等因素引起的物料未能注滿整個模具型腔而使注射製品出現不完整的情況。欠注的原因為物料流動性差、製品壁厚過小、模具溫度太低和注射時間過短,可相應採取改善物料流動性或更換材料、增大壁厚、提升模具溫度、加大注射壓力和延長注射時間等措施加以解決。

2、熔接痕:物料在注射過程中於型腔中分成若干股料流後又匯合在一起,匯合處有可能出現線狀痕跡,即為熔接痕,影響製品的外觀質量甚至力學強度。形成熔接痕的原因為注射壓力過低、注射速度過慢、料溫和模溫過低及料流股數太多,可相應採取增大注射壓力、加快注射速度、提高料溫和模溫及適當減少分流等措施加以解決。

3、氣穴。在注射過程中,模腔內的空氣來不及排出,被物料包同或者被壓縮到模具內壁處形成氣穴,引起製品表面欠注,影響製品的外觀質量甚至力學強度。形成氣穴的原岡為排氣不良、澆口位置不合適、注射速度太快和製品厚度變化過大,可相應採取加排氣孔或加深排氣孔、改變澆口位置、適當減慢注射速度、延長保壓時間和避免製品厚度急劇變化等措施加以解決。

4、變形。變形是指成型製品冷卻後出現彎曲或扭曲,直接影響製品的外觀尺寸精度,甚至引起製品報廢。變形的原因為製品冷卻不均勻、製品太熱和過早頂、製品太薄和結構不合理及製品內部殘餘應力,可相應採取模具水道均勻冷卻、延長保壓時間和適時頂出製品、改進位品壁厚和結構設計及改善成型條件等措施加以解決。

金屬粉末注塑成型(MIM)可以成形複雜形狀的硬質合金製品,隨著缺陷控制的問題解決,MIM技術的逐步完善,使硬質合金的應用範圍逐步擴大,大大推動了整個硬質合金產業的發展。

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