金属粉末注射成型(MIM)产品的尺寸稳定性受多重工艺因素影响。在烧结过程中,喂料从脱脂坯到致密化金属的线性收缩率通常在15%-20%范围波动,这种各向异性收缩需要通过计算机辅助工程进行预先补偿。实际生产数据显示,采用三次元测量仪对齿轮类零件进行检测时,经补偿设计的型腔可使齿形公差控制在±0.03mm以内。
喂料均匀性对尺寸重复性具有决定性作用。采用双行星混炼机在真空环境下制备的喂料,其粉末分布均匀度偏差可控制在2%以下。注射阶段模流分析表明,当熔体前沿温度差超过8℃时,产品不同区域的收缩率差异可能达到0.5个百分点。通过模温机将模具温度波动控制在±1℃范围内,可有效减少因冷却速率不均导致的变形。
烧结工序的尺寸控制依赖准确的升温曲线。在脱脂后期阶段,每分钟3-5℃的阶梯式升温能避免坯体开裂,此时尺寸变化约占总收缩量的40%。使用氧化铝垫板支撑的烧结方式,相较于金属网带传输,产品平面度可提升30%。对于要求IT7级公差的精密零件,建议采用氮氢混合气氛烧结,其氧含量需稳定在50ppm以下。
现行ISO 22068:2020标准对MIM产品尺寸检测作出明确规定。需注意:复杂结构件应选取至少6个特征测量点;批量生产时建议每2小时抽样检测关键尺寸;当环境湿度超过60%时,生坯尺寸测量需在恒温恒湿室进行。通过建立烧结收缩数据库,可将同类产品的工艺调试周期缩短约20%。
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