粉末微***成形技术
近年来，微系统技术在各个领域的发展非常迅速，同时也对应用于微型工程中的三维微型复杂元器件的制造提出了更高的要求，希望微型器件在具备满足使用要求性能的同时，能够实现规模化生产。MIM技术是目前金属零部件成型***科学的精净成型技术，其特点在于成本低，性能优异，可根据不同需求灵活调整各项性能指数，应用领域非常广泛。微系统中主要的元器件包括微型模具、用于传感器和jia速器上的微型机械结构、生物传感器、微型流体元件、微型反应器等。这些元器件形状复杂、体积微小，采用现有的微型加工技术如微型切削、激光切削、硅刻蚀技术等，生产效率低，无法开展大规模生产，而近年来在粉末***成形基础上发展起来的粉末微***成形工艺为实现微型元器件规模化生产提供了***具潜力的制备技术。
粉末微***成形技术是指针对尺寸小于1微米的零件在传统粉末***成形技术基础上所开发的一种成形技术，主要应用于连续制造具有微观结构表面与微型结构的零件，其基本工艺步骤与传统的粉末***成形基本相同，所制备零件的表面质量与孔隙度可通过选择原始粉末与适宜的烧结条件来控制。☆材料对于像钛、不锈钢及镍合金之类难切削加工的材料设计的零件，MIM***有吸引力。与传统粉末***成形不同的是，粉末微***成形为了便于制造微小结构，所选择的粉末平均粒径一般小于1~2微米;其次，由于粉末比表面积增大，需要粘度较低但有足够强度的粘结剂，以利于微***成形并避免生坯件脱模时损坏。另外，为了防止变形、裂纹及气泡的产生，微***成形技术对脱脂和烧结的工艺条件更加苛刻。
目前，国际上开展该技术研究的主要***有德国、日本、新加坡、美国和英国。其中，德国开展并取得了突出的成果。吸热型气氛与放热型气氛相比较，是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛，在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛，有时也作为渗碳剂使用。国内的北京科技大学、中南大学以及大连理工大学也在该领域进行了一系列研究工作。如北京科技大学研制了具有自主知识产权、适用于传统***成形机的粉末微***成形用模具;并以羰ji铁粉和铁镍合金粉为原料，在传统***成形机上成功实现了粉末微***成形齿顶圆直径小于1毫米的微型齿轮。
金属粉末增塑挤压成型与***成形工艺比较
粉末冶金技术发展到今天已经有了不少的分支和不同的工艺，在这其中***具有代表性的两种工艺非增塑挤压成型和***成形莫属了，虽然同属于粉末冶金，但是它们又有很多不同，今天就让小编带大家一起来了解一下吧。
先来看看金属粉末增塑挤压成形工艺，这是一种在金属粉末包套挤压等工艺的基础上发展而来的，可以在较低的温度下对具有优良流动性的铜、钨、硬质合金、高熔点金属间化合物以及陶瓷材料进行挤压成形的新工艺。目前该工艺已经有了专用的连续挤压设备。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。该工艺过程使用的物料是添加了一定量增速剂的具有优良流动性的金属粉末。利用该工艺生产的坯件，在经过干燥、烧结之后就可以成为***终成品了。
再来看一下另外一种新型的金属零部件成形工艺—金属***成形。较好的克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善产品质量与工作环境。它是将传统的粉末冶金和现代塑料注塑技术相结合并依托于粘结剂配方研发和喂料生产技术的一种近净成形工艺。它是一种发展历史久远但发展速度缓慢的成形工艺，该工艺的基本流程就是将金属粉末和粘结剂的混合物在一定的温度和压力条件xia注入特定的模腔中得到接近***终产品尺寸和形状的坯件，再对坯件进行脱粘、烧结得到具备一定机械性能的***终成品的过程。
通过以上的描述可以看出，粉末增塑挤压成形与***成形有很多相同的优点，所以近几年这两种工艺都得到了迅猛发展，两者共同的优点总结一下有四点：近净成形，都可以一次成形***接近制品***终形状的坯件;利用传统的铸造、机加工等防范难以生产的形状的金属制品，尤其是小型复杂零件和细长零件的成形中占有很大优势;可适用的材料范围都相当广泛，一些用常规办法不好制备成品的材料都可以采用此两种方法;该两种方法可以作为新材料及其产品的新的研发方法。但是从行业发展的总体情况来看，我国现阶段的MIM前景喜人，但在某些方面与国外还存在一定差距。
两者一个显著共同点是都要使用粘结剂。从粘结剂的选用及配方上来看，两者采用的粘结剂都可以归为三大体系，蜡基、jia基纤维素基和塑基，用量上也差不多，都在在8%～20%的质量比范围。从工艺上来看，都要在坯件成形以后进行粘结剂的彻底脱除。
但是两者也有很明显的不同，在原料上，增塑挤压成形使用的金属粉末粒度变化区间比较大，从几微米到几百微米都可以使用;而金属***成形对金属粉末的要求比较高，粉末的粒度一般在0.5-20微米之间，对粉末制备方法和粉末形状有着更高的要求，因此成形后的制品更致密，烧结时收缩率小，尺寸精度更高。同时有提高硬度耐磨性的优点五、电镀(Electroplating)电镀：是利用电解作用使金属的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用的一种技术。
如果要说两者的差异的话，成形设备和物料受力的的不同是其另外一个显著的区别，增塑挤压成形采用的是专用螺杆挤压成形机，物料处于两向压缩和一向挤出拉伸的变形，其中的挤压力一般不会超过300Mpa;而***成形采用的***成形机，在成形过程中物料受到的是三向压应力，其变形是三向力的压缩变形。金属***成形（MetalInjectionMolding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。
通过两者共同点和不同点的比较，我们认识到，两者都是当今粉末冶金技术新的发展方向，都可以在成形难加工材料的小尺寸复杂形状制品方面发挥优势，如果在精密度要求不是特别高的情况下可以采用增塑挤压成形工艺以降低生产成本，而精密度要求高的制品的成形则只能通过对粉末粒度要求严格的金属粉末***成形来实现。综上，金属喂料生产的重要环节是混炼，而影响混炼效果的主要因素是粘结剂和金属粉末的配比和加入顺序，因此进行科学配比和加料对金属喂料的生产至关重要。
金属粉末充模模拟机理和颗粒模拟的使用
对于多相填充流，人们发现可以因为剪切力作用，或是颗粒间的相互作用而形成些独特的结构。特性使得这一现象尤为突出。这就带来了一些问题，比如：流体是否均匀，流体是否是多相的且每个组分是否都起着***的作用来影响整个流体的流动性。这种方式的重要长处是不需庞杂设备,可以抛光外形庞杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。通过观察流道横截面上的流体可以发现许多有趣的现象。和中显示的是横截面的放大图，显示出了相的分离以及年轮一样的结构。上面图片中的白色条纹是相分离的一种表征，那里是一些粘结剂中的低熔点组分。在这样的地方很容易产生裂纹。这种结构明显表明流体是多相的，甚至可能是类固体的。所以实际上的MIM喂料熔体是非均质的流体，其运动方式和均质流体存在着差异。
在粉末-粘结剂两相体系中，粉末颗粒和粘结剂之间存在着强烈的相互作用，因此颗粒附近粘结剂的运动将受到一定的限制。在这个模型里，将具有不规则形状的粉末简化为规则球形的颗粒，每个颗粒周围包覆着一层粘结剂，这层粘结剂随颗粒一起运动，即将其看成一个复合单元。在传动过程中，可由电机同步转速，经弹性联轴器至减速机后，由输出装置传动快浆，使其达到规定的转速，也可由变频器进行调速。粘结剂的厚度假定是常数，以此确保系统质量的恒定。尽管这些复合单元的周围还有自由粘结剂的存在，且其粘性制约了粉末颗粒的运动，还是可将复合单元看成是不受外围粘结剂介质的影响。
修正颗粒模型颗粒模型较为充分地考虑了MIM喂料的独特性，可以描述粉末的运动情况，因此这个模型在简单计算每个粉末颗粒的实际运动情况方面较为精准，但对于实际的三维问题，颗粒模型的微观分析需要大量的单元，且容易造成计算的发散。很难将其应用到诸如粉末等微细粉末的分析。目前我国适逢制造业发展有利时期，MIM技术应用空间大，产品市场前景广阔，这无疑为我国加快MIM行业的发展提供了难得的战略好机遇。所以必须对已有的颗粒模型进行一定的修正。展示了通过这种颗粒模型模拟出来的MIM喂料充模的情况。从中可以较清楚地看出密度分布的不均匀性。
结论由于MIM喂料在模腔中的流动可以看成是固-液两相流动，所以采用传统的连续介质模型来进行流动模拟存在较大的偏差。很多研究表明，MIM喂料在充模过程中将发生粉末和粘结剂分离的现象。这种较高的强度来自于粉末冶金压坯中不规则形状颗粒之间的相互联锁。通过这种方法可以直接考察粉末特性（粒度、粒径分布、密度和形状等）对流动过程的影响。从而可以监视流动过程中粉末的运动、聚集以及密度变化分布情况和两相分离等特殊现象。为了简化三维问题中的计算，还在基于修正颗粒流体动力学的基础上对该模型进行了修正。
