金屬表面處理--粉末冶金

金屬表面處理工藝是怎么的流程?表面處理是通過一種材料經(jīng)過加工轉化為另一種物體表面的方式叫表面加工，主要是為了提高物體表面的美觀感，金屬表面工藝處理還可以保護材料不受環(huán)境污染破壞，目前我們常見的有烤漆和電鍍兩種。

一、電鍍

電鍍是一種化學過程，它是在外界直流電源的作用下通過兩類導電在陽極和陰極兩個電極上進行氧化還原反應的過程。其生產(chǎn)工藝流程為：

電鍍工藝過程一般包括電鍍前預處理﹐電鍍及鍍后處理(鈍化處理)三個階段。

1、鍍前預處理

鍍前預處理的目的是為了得到干凈新鮮的金屬表面﹐為最后獲得高質量鍍層作準備。主要進行脫脂﹐去銹蝕﹐去灰塵等工作。步驟如下﹕1 使表面粗糙度達到一定要求﹐可通過表面磨光﹐拋光等工藝方法來實現(xiàn)。2.去油脂﹐可采用溶劑溶解以及化學﹐電化學等方法來實現(xiàn)。二、可控氣氛：這類氣氛分為放熱型(不需要從外部供熱)和吸熱型氣氛(需要從外部供熱)，都由碳氫化合物轉化而成。第三步 除銹﹐可用機械﹐酸洗以及電化學方法除銹。第四步 活化處理﹐一般在弱酸中侵蝕一定時間進行鍍前活化處理。

二、鈍化處理

所謂鈍化處理是指在一定的溶液中進行化學處理﹐在鍍層上形成一層堅實致密的﹐穩(wěn)定性高的薄膜的表面處理方法。鈍化使鍍層耐蝕性大大提高并能增加表面光澤和抗污染能力。這種方法用途很廣﹐電鍍后一般都可進行鈍化處理。

三、烤漆

烤漆一般分為粉體和液體兩種。烤漆的特點是使用性較廣泛，價格相對便宜。烤漆工藝流程：

除油——除銹——水洗——中和——表調——磷化——水洗——烤干——色澤處理

噴漆前的所有工序都稱為前處理，其目的是為了得到良好的涂層，由于沖壓件在制造，加工搬運，保存期間會有油脂，氧化物銹皮，灰塵，銹及腐蝕物等在上面，若不去除將直接影響到涂層的性能，外觀等，所以前處理在涂裝的工藝中占有極為重要的地位。

金屬粉末冶金中的燒結氣氛相關

金屬粉末冶金是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結制成金屬或合金零部件的技術。運用該技術可直接生產(chǎn)多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此應用十分廣泛。在金屬粉末冶金制品燒結中，燒結氣氛是影響燒結制品性能的重要因素之一。以上是粉末冶金齒輪一些缺點，不過凡事有利就有弊，相信隨著時代的快速發(fā)展，粉末冶金齒輪的不足點也會慢慢的得到改善。粉末燒結氣氛是指粉末冶金制品在燒結時，燒結爐內(nèi)的實際氣氛，常用的燒結氣氛主要有保護氣氛、可控氣氛和空氣。下面我們就一起來了解一下：

一、保護氣氛：保護氣氛分為還原性氣氛和中性氣氛，還原性氣氛又分為氫氣和分解氨。在燒結過程中，保護氣氛的主要作用是保護燒結制品不被氧化。

氫氣在一定的溫度條件下具有很強的滲透性，是一種化學活性較強的可燃性無毒氣體，常在鎢、硬質合金、不銹鋼等難熔粉末冶金制品的燒結中作為保護氣氛;

分解氨是液氨經(jīng)熱分解后獲得的由氫和氮組合的混合氣體，在粉末冶金中即可作為還原劑，也用來作為燒結氣氛，除了某些含有氮成分的制品因與該氣氛產(chǎn)生化學反應不能采用這種氣氛燒結以外，大多數(shù)的金屬都可采用這種氣氛來燒結。

中性氣氛：中性氣氛主要包括氮氣、氨氣和真空，真空燒結能夠避免氣氛中的有害成分對粉末冶金零件造成污染等不利影響。

二、可控氣氛：這類氣氛分為放熱型(不需要從外部供熱)和吸熱型氣氛(需要從外部供熱)，都由碳氫化合物轉化而成。

放熱型可用于控制粉末冶金（含注射成形）燒結制品中的碳含量控制，分為淡型和濃型氣氛，淡型放熱氣氛的碳勢很低，用作低碳鋼、銅制品的燒結時，只用作無氧化加熱;濃型放熱氣氛的碳勢較高一些，可用作防止粉末冶金鐵基、銅基零件的的氧化和減少鐵基零件的脫碳?！顝碗s性MIM工藝適合制造幾何形狀復雜的以及在切削加工中需要轉換位置的多軸零件。

吸熱型氣氛與放熱型氣氛相比較，是一種還原性更強、碳勢更高的可控氣氛，在粉末冶金中主要用于鐵基零件和銅基零件燒結時作保護氣氛，有時也作為滲碳劑使用。

三、空氣氣氛：這種燒結氣氛主要是在燒結爐內(nèi)通過一定空氣氣體，也可以看作是在常壓狀態(tài)下燒結，一般在金屬復合材料和陶瓷材料的燒結制品中應用

金屬微注射成型技術（μ-MIM）

微機械或微機電系統(tǒng)（MEMS）是20世紀80年代后期發(fā)展起來的一門新興的交叉學科，已被公認為21世紀重點發(fā)展的關鍵學科之一。

微機械或微機電系統(tǒng)的實用化依賴于微細加工技術的進步，金屬微注射成型技術是批量化高效率生產(chǎn)高精度、高性能微型金屬或陶瓷零件的一種zui有效的方法。

金屬微注射成型技術是指利用MIM工藝生產(chǎn)微米尺寸或微米結構金屬或陶瓷零件的一門工藝技術，一般指尺寸小于1mm或局部微米級精細結構的精密零件。

目前，采用適當?shù)募毞?，可以制?5~50μm厚、局部結構細節(jié)小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金屬或陶瓷零件。

金屬注射成型零件的尺寸向兩個極端發(fā)展，微米尺寸精密零件有著巨大的市場容量和發(fā)展?jié)摿?。這些小零件的技術附加值非常高，例如光纖金屬套、激光導管、印刷電路微型鉆、微電子執(zhí)行器及YA科醫(yī)用等零件，每千克售價為4000~20000美元。

微注射成型產(chǎn)品在執(zhí)行器、傳感器、袖珍消費品、航空航天、電子組裝工具、氧分析儀、過濾器及醫(yī)用保健設備等方面有著廣闊的應用前景。

限制微注射成型技術發(fā)展的主要障礙是精密微細模具的制造、狹窄縫隙的注射充填及為小零件的操作處理。

生產(chǎn)這類高精度微小零件的模具比常規(guī)模具要精密的多，需要用到各類現(xiàn)金為細加工技術，如光刻加工、電鑄加工、微細切割、微細電火花加工等。采用LIGA（德文制版術、電鑄成型和注塑成型三次縮寫）等工藝制造塑料消失模具方法，可以很好地解決上述問題。

金屬粉末增塑擠壓成型與注射成形工藝比較

粉末冶金技術發(fā)展到今天已經(jīng)有了不少的分支和不同的工藝，在這其中zui具有代表性的兩種工藝非增塑擠壓成型和注射成形莫屬了，雖然同屬于粉末冶金，但是它們又有很多不同，今天就讓小編帶大家一起來了解一下吧。

先來看看金屬粉末增塑擠壓成形工藝，這是一種在金屬粉末包套擠壓等工藝的基礎上發(fā)展而來的，可以在較低的溫度下對具有優(yōu)良流動性的銅、鎢、硬質合金、高熔點金屬間化合物以及陶瓷材料進行擠壓成形的新工藝。目前該工藝已經(jīng)有了專用的連續(xù)擠壓設備。該工藝過程使用的物料是添加了一定量增速劑的具有優(yōu)良流動性的金屬粉末。金屬喂料的生產(chǎn)是金屬注射成形行業(yè)不可或缺的組成部分，因為工藝技術要求注射原料必須為一定大小的均勻顆粒，而不能直接使用粉末。利用該工藝生產(chǎn)的坯件，在經(jīng)過干燥、燒結之后就可以成為最終成品了。

再來看一下另外一種新型的金屬零部件成形工藝—金屬注射成形。它是將傳統(tǒng)的粉末冶金和現(xiàn)代塑料注塑技術相結合并依托于粘結劑配方研發(fā)和喂料生產(chǎn)技術的一種近凈成形工藝。PVD原理示意圖工藝流程:PVD前清洗→進爐抽真空→洗靶及離子清洗→鍍膜→鍍膜結束，冷卻出爐→后處理（拋光、AFP）。它是一種發(fā)展歷史久遠但發(fā)展速度緩慢的成形工藝，該工藝的基本流程就是將金屬粉末和粘結劑的混合物在一定的溫度和壓力條件xia注入特定的模腔中得到接近最終產(chǎn)品尺寸和形狀的坯件，再對坯件進行脫粘、燒結得到具備一定機械性能的最終成品的過程。

通過以上的描述可以看出，粉末增塑擠壓成形與注射成形有很多相同的優(yōu)點，所以近幾年這兩種工藝都得到了迅猛發(fā)展，兩者共同的優(yōu)點總結一下有四點：近凈成形，都可以一次成形最接近制品最終形狀的坯件;利用傳統(tǒng)的鑄造、機加工等防范難以生產(chǎn)的形狀的金屬制品，尤其是小型復雜零件和細長零件的成形中占有很大優(yōu)勢;可適用的材料范圍都相當廣泛，一些用常規(guī)辦法不好制備成品的材料都可以采用此兩種方法;該兩種方法可以作為新材料及其產(chǎn)品的新的研發(fā)方法。MIM的發(fā)展進程20世紀70年代，美國學者Wiech首先開發(fā)出一種對金屬粉末進行注射成形的粉末冶金工藝。

兩者一個顯著共同點是都要使用粘結劑。從粘結劑的選用及配方上來看，兩者采用的粘結劑都可以歸為三大體系，蠟基、jia基纖維素基和塑基，用量上也差不多，都在在8%～20%的質量比范圍。從工藝上來看，都要在坯件成形以后進行粘結劑的徹底脫除。

但是兩者也有很明顯的不同，在原料上，增塑擠壓成形使用的金屬粉末粒度變化區(qū)間比較大，從幾微米到幾百微米都可以使用;而金屬注射成形對金屬粉末的要求比較高，粉末的粒度一般在0.5-20微米之間，對粉末制備方法和粉末形狀有著更高的要求，因此成形后的制品更致密，燒結時收縮率小，尺寸精度更高。通過熱處理可以使?jié)B碳體呈顆粒狀分布在鐵素體基體上，叫做球狀珠光體或粒狀珠光體。

如果要說兩者的差異的話，成形設備和物料受力的的不同是其另外一個顯著的區(qū)別，增塑擠壓成形采用的是專用螺桿擠壓成形機，物料處于兩向壓縮和一向擠出拉伸的變形，其中的擠壓力一般不會超過300Mpa;而注射成形采用的注射成形機，在成形過程中物料受到的是三向壓應力，其變形是三向力的壓縮變形。由于壓制和模具上的原因，一般不適宜生產(chǎn)蝸輪、人字形齒輪和螺旋角大于35°的斜齒輪。

通過兩者共同點和不同點的比較，我們認識到，兩者都是當今粉末冶金技術新的發(fā)展方向，都可以在成形難加工材料的小尺寸復雜形狀制品方面發(fā)揮優(yōu)勢，如果在精密度要求不是特別高的情況下可以采用增塑擠壓成形工藝以降低生產(chǎn)成本，而精密度要求高的制品的成形則只能通過對粉末粒度要求嚴格的金屬粉末注射成形來實現(xiàn)。運用該技術可直接生產(chǎn)多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此應用十分廣泛。