MIM金屬粉末注射成型燒結后變形原因分析

 

發布日期：[2023/11/9]
 

燒結后產品變形是產品尺寸精度不好的一種表現。

燒結后變形一個涉及原材料、混料、注射成型、脫脂、燒結各個環節的復雜問題。

燒結后變形原因可分為以下幾種：

一、料的原因：

1. 因為在MIM發展早期，還沒有注射料供應廠家，這些廠家只能是獲取專利許可證或自己試驗與研發粘結劑體系。

可是，MIM成功生產的秘密之一，是使用的注射料每批必須絕對一致。倘若做不到這一點，則在成型中就可能產生缺陷，燒結時會發生變形。

2. 由于粉末、粘結劑偏析作用而產生的變形。

3. 燒結溫度升高時，細小粉末的變形較小；反之，變形量增大

4.零件的變形隨著粉末裝載量增高而減小；反之，變形量增大

5.喂料表面不平滑，導致后面可能出現變形，殘余應力會導致表面起皺甚至變形。


二. 模具設計原因：
1. 模具設計應盡量壁厚均勻，去型芯及孔。為了避免變形，壁厚最好均一。

壁厚的變化還可能引起燒結時的收縮改變。從而難以控制尺寸。厚度過渡段有些場合下無法滿足壁厚均一，則不同厚度之間應該設計成逐漸過渡。

2. 改進壁薄零件的堅固性與強度的另外一個方法是用加強肋。

加強肋的厚度或寬度不得超過其連接壁的厚度。只要有可能，原則上，要盡量保持與壁厚一致。

可是，雖然加強肋可增大零件的強度，改進材料流動及防止加工過程中變形，但是，它們也可能產生翹曲，沉陷及應力集中。因此，對零件設計增加加強肋要謹慎。

3. 澆口的設計不合理

澆口的設計必須考慮成型坯的形狀、型腔內熔融注射料的流動方向、熔接痕產生的情況、澆口的去除等問題。

澆口的截面積大、充填性好，但澆口的封閉時間較長，去除麻煩。

澆口設計的最基本要求是，選擇應力集中最小，因取向性造成的變形最小的澆口形式。

4. 模具水路設計不合理

在滿足冷卻所需的傳熱面積和模具結構允許的前提下，冷卻回路的數量要盡量多，冷卻通道孔要盡量大。

以使型腔散熱均勻，制品內應力小，變形小，精度高

5. 模具頂出設計不合理

脫模時局部需要較大頂出力的制品，由于頂出力集中于桿端。因此，合理選擇頂出方式，盡量使頂出均勻平穩，減少變形。

三、 燒結支撐不合理：

MIM零件生坯在脫粘與高溫燒結過程中，約收縮20%，為將可能產生的扭曲變形減小到最低限度，必須將MIM零件進行適當支撐。

通常，將MIM零件放置在平陶瓷板或托盤上，最好將燒結用的平板或托盤設計成有大的平面，從而使用標準支架。跨距長、有懸臂或有易損處的MIM零件，可能需要用零件的專用支架或固定裝置來支撐。

當產品上部沒有受限而底部由于摩擦作用而難以收縮，燒結支撐物就導致了變形。如果用光滑材料作燒結支撐物則可減小由摩擦而導致的變形。


四、 燒結工藝不穩定：

1. 不均勻的碳濃度、燒結過程中溫度不均勻都是造成燒結后變形的原因。

2. 燒結爐進空氣，無法保證所需的溫度和壓力及氣氛，從而實現燒結不致密，導致產品變形。

3. 燒結溫度不準確、控制不靈敏，導致燒結變形。