注射成型过程主要包括注射料制备、注射成型、脱脂等步骤。注射料制备时,要确保金属粉末与粘结剂充分混合,形成均匀稳定的混合物。粘结剂的选择和用量对注射料的流动性和成型性能至关重要,过多的粘结剂会导致脱脂困难,且在烧结后可能会留下较多的杂质;过少的粘结剂则无法保证粉末的粘结效果,使注射料的流动性变差。注射成型过程中,注射机的注射压力、注射速度、模具温度等参数需要精确控制,以确保注射料能够顺利填充模具型腔,并形成质量良好的坯体。脱脂是注射成型后的关键步骤,其目的是去除坯体中的粘结剂。脱脂方法有多种,如热脱脂、溶剂脱脂、催化脱脂等。热脱脂是通过加热使粘结剂分解挥发,但加热过程中要控制好升温速率和温度,避免坯体因粘结剂快速分解而产生裂纹或变形。溶剂脱脂则是利用有机溶剂溶解粘结剂,其优点是脱脂速度快,但需要注意溶剂的回收和环保问题。催化脱脂是在催化剂的作用下,加速粘结剂的分解,能够提高脱脂效率和质量。合成含稀土元素的金属粉末,有效改善烧结板微观组织,增强其高温稳定性与抗氧化性。商洛金属粉末烧结板制造厂家
常规烧结:在合适温度和气氛(氢气、氮气、真空等)下加热成型坯体,使粉末颗粒结合,提高密度和强度。氢气气氛除杂质,氮气防氧化,真空适用于对氧含量要求高的材料。对于一些对性能要求相对不高的普通金属粉末烧结板,常规烧结方法较为常用。热压烧结:烧结时施压,在设备中进行,模具用石墨等材料。能降低烧结温度、缩短时间,获得更高密度和性能的制品,常用于高性能陶瓷等材料制备,在金属粉末烧结板制造中也用于一些对性能要求极高的特殊板材。放电等离子烧结(SPS):通过脉冲电流产生放电等离子体和焦耳热快速加热烧结。可颗粒表面杂质,表面,升温快(100 - 1000℃/min)、时间短(几分钟到几十分钟)、能抑制晶粒长大,用于制备纳米材料等,对于采用纳米金属粉末制造的烧结板,SPS 技术具有独特优势。商洛金属粉末烧结板制造厂家采用微胶囊技术包裹添加剂粉末,在烧结时按需释放调控烧结板性能。
汽车制造是金属粉末烧结板的重要应用领域之一。在汽车发动机中,气门座圈、导管、活塞环等部件常采用铜基或铁基合金粉末烧结板制造,这些部件能够承受高温高压,提升发动机性能和寿命。例如,采用粉末冶金技术制造的铜基气门座圈,其良好的耐磨性和导热性,有效提高了发动机的工作效率。在变速器中,齿轮、同步器齿毂等零件由金属粉末烧结板制成,其高精度和良好的强度保证了换挡的平稳性,提高了传动效率。在制动系统中,刹车片、刹车盘等部件采用添加特殊摩擦材料的金属粉末烧结板,具备良好的摩擦和耐磨性能,保障了制动安全。此外,随着汽车轻量化趋势的发展,金属粉末烧结板由于其可设计性强、材料利用率高的特点,在汽车轻量化设计中具有广阔的应用前景。
混合是将不同种类的金属粉末或金属粉末与添加剂按照一定比例充分混合均匀的过程,其目的是确保在后续的成型和烧结过程中,各种成分能够均匀分布,从而使烧结板获得一致的性能。混合工艺的好坏直接影响粉末的均匀性。常用的混合设备有V型混合机、双锥混合机、三维运动混合机等。V型混合机由两个不对称的圆筒呈V型连接而成,在旋转过程中,粉末在两个圆筒内不断翻滚、对流,从而实现混合。其结构简单,混合效率较高,但对于一些流动性较差或易团聚的粉末,混合效果可能不理想。双锥混合机的混合容器呈双锥形,在旋转时,粉末在容器内形成复杂的运动轨迹,包括轴向和径向的混合,能够较好地实现粉末的均匀混合,且对不同性质的粉末适应性较强。三维运动混合机则通过独特的三维运动方式,使混合容器在三个方向上同时进行运动,粉末在容器内产生强烈的翻腾、扩散和剪切作用,混合效果更为理想,尤其适用于对混合均匀性要求极高的场合。运用纳米级金属粉末,利用其高比表面积特性,提升烧结板的强度与韧性,性能更优。
增材制造技术,尤其是基于金属粉末的 3D 打印技术,为金属粉末烧结板的制造带来了性的变化。与传统成型工艺相比,3D 打印能够直接根据三维模型将金属粉末逐层堆积并烧结成型,实现复杂形状烧结板的快速制造。在航空航天领域,利用选区激光熔化(SLM)技术制造航空发动机的复杂冷却通道烧结板。SLM 技术能够精确控制激光能量,使金属粉末在局部区域快速熔化并凝固,形成具有精细内部结构的烧结板。这种冷却通道烧结板可以根据发动机的热流分布进行优化设计,有效提高冷却效率,降低发动机温度,提升发动机的性能和可靠性。与传统制造方法相比,3D 打印制造的冷却通道烧结板重量可减轻 15% - 20%,且制造周期大幅缩短,从传统方法的数周缩短至几天。研制含超导材料的金属粉末,为超导应用领域提供高性能烧结板。商洛金属粉末烧结板制造厂家
制备表面接枝有机分子的金属粉末,改善粉末间结合力,优化烧结板成型效果。商洛金属粉末烧结板制造厂家
还原法制备的金属粉末纯度高,活性大,在烧结过程中具有良好的烧结活性,能够在较低温度下实现致密化。这是因为还原过程中,粉末表面形成了许多微小的孔隙和缺陷,增加了粉末的比表面积,使其更容易与其他粉末颗粒发生原子扩散和结合。然而,还原法生产需要在高温和特定的还原气氛下进行,对设备的要求较高,投资较大,且生产过程中需要严格控制温度、气体流量和反应时间等参数,以确保还原反应的充分进行和粉末质量的稳定性。电解法是通过电解金属盐溶液或熔融盐,使金属离子在阴极上得到电子析出,形成金属粉末。以电解硫酸铜溶液制备铜粉为例,在电解槽中,阳极通常为可溶性的铜阳极,阴极一般采用不锈钢或钛等材料制成。当直流电通过硫酸铜溶液时,阳极上的铜原子失去电子变成铜离子进入溶液,溶液中的铜离子在阴极上获得电子,沉积在阴极表面形成铜粉。商洛金属粉末烧结板制造厂家