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粉末注射成形技术的特点
PIM作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术,具有常规和机加工方法比拟的优势。PIM能制造许多具有复杂形状特征的零件:如各种外部切槽,外螺纹,锥形外表面,交叉通孔、盲孔,四台与键销,加强筋板,表面滚花等等,具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。由于通过PIM制造的零件几乎不需要再进行机加工,所以减少了材料的消耗,因此在所要求生产的复杂形状零件数量高于一定值时,PIM就会比机加工方法更为经济。 |
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| PIM和精密铸造成形能力的比较 |
特点 |
精密铸造 |
PIM |
最小孔直径
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2mm |
0.4mm |
2mm直径的盲孔最大深度 |
2mm |
20mm |
最小壁厚 |
2mm |
< 1mm |
最大壁厚 |
无限制 |
10mm |
4mm直径的公差 |
±0.2mm |
±0.06mm |
表面粗糙度(Ra) |
5μm |
1μm |
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| 粉末注射成形的优点: |
| 能像生产塑料制品一样,一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷等零件部件产品成本低、光洁度好、精度高(±0.3%~±0.1%),一般无需后续加工产品强度,硬度,延伸率等力学性能高,耐磨性好,耐疲劳,组织均匀原材料利用率高,生产自动化程度高,工序简单,可连续大批量生产无污染,生产过程为清洁工艺生产 |
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粉末注射成形 |
材料体系 |
合金成分 |
低合金钢 |
Fe-2Ni,FE-8Ni |
不锈钢 |
316L,17-4-PH |
工具钢 |
42CrMo4,M2 |
硬质合金 |
WC-Co(6%) |
陶瓷 |
Al2O3,ZrO3,SiO2 |
重合金 |
W-Ni-Fe,W-Ni-Cu,W-Cu |
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粉末注射成形材料应用
较新PIM材料体系应用 |
应用领域 |
材料 |
要求 |
结构件 |
高强度钢 |
强度>2Gpa |
医疗/牙科 |
TL Tl-6Al-4V |
生物相容性 |
磁性材料 |
Fe,Fe14Nd2b,SmCo5 |
磁性 |
音响装置 |
PZT ceramlcs |
频率响应 |
耐磨件 |
ZrO2.WC-Co |
硬度、韧性 |
高温结构件 |
Ni3Al NiAl TiAl |
抗氧化 |
机加工 |
Al203.SiC,Al203-ZrO2 |
强度 |
耐高温体 |
W.Mo,MOSi2 |
高温 |
航空航人 |
超合金 |
疲劳期 |
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常用PIM产品应用 |
航空航天工业飞机机翼绞链、火箭喷嘴、导弹尾翼、陶瓷涡轮叶片芯 |
汽车业 |
点火控制锁部件、涡轮增压器转子、阀门导轨部件、汽车刹车装置部件、汽车防技术骨干棚部件 |
电子业 |
磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子外壳、计算机打印头、电子封装件、热沉材料 |
军工业 |
地雷转子、枪板扳机、穿甲弹弹心、准星座、集束箭弹小箭 |
医疗 |
牙齿矫形托槽、体内缝合针、活体组织取样钳、孩辐射屏罩 |
日用品 |
表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、运动鞋扣、体育枪械零件、文件装订打孔器 |
机械行业 |
异形铣刀、切削工具、微型齿轮 |
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几种粉末注射成形材料的基本性能 |
材料 |
密度103kg/m3 |
硬度 |
拉伸强度
MPa |
弯曲强度
MPu |
延伸率% |
铁基合金 |
PIM4600 |
7.68 |
85HRB |
400 |
|
25 |
PIM4650 |
7.68 |
100HRB |
600 |
|
15 |
不锈钢 |
316L |
7.94 |
52HRB |
580 |
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45 |
钨合金 |
95%W |
18.1 |
HRC31 |
930 |
|
10 |
97%W |
18.5 |
HRC33 |
890 |
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6 |
硬质合金 |
YG8X |
14.9 |
HRA90 |
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2300 |
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精细陶瓷 |
Al2O3 |
3.98 |
HRA92 |
|
530 |
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粉末注射形成技术与其他成形工艺技术比较 |
| 粉末注射成形工艺与传统批量工业与自动化零件加工、冲压、锻造、精密铸造、粉末冶金相比,具有极其明显的优势。 |
比较项目 |
粉末注射成形 |
粉末冶金 |
精密铸造 |
机加工 |
|
零件密度 |
98% |
86% |
98% |
100% |
100% |
零件拉伸强度 |
高 |
低 |
高 |
高 |
高 |
零件表面光洁度 |
高 |
中 |
中 |
高 |
高 |
零件微小化能力 |
高 |
中 |
低 |
中 |
高 |
零件薄壁能力 |
高 |
中 |
中 |
低 |
高 |
零件复杂程度 |
高 |
低 |
中 |
高 |
低 |
零件设计宽容度 |
高 |
中 |
中 |
中 |
低 |
批量生产能力 |
高 |
高 |
中 |
中-高 |
高 |
适应材质范围 |
高 |
高 |
中-高 |
高 |
中 |
供货能力 |
高 |
高 |
中 |
低 |
高 |
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