材料制备与加工新技术金属粉末的注射成型.ppt

* 锁模力 在注射充模和保压补缩阶段，模腔产生使模具分开的胀模力。为克服这种胀模作用，合模系统必须施予模具闭紧力，称为锁模力。 锁模力不足会导致模具离缝，发生溢料， 锁模力太大会使模具变形，制品产生内应力和不必要的能量消耗。 注射机中的锁模装置 * 锁模力根据模腔压力Pep和制品投影面积FS来确定，模腔压力可根据注塑制品选择。 对成型容易、壁厚均匀的日用品取为25MPa； 对一般的民用制品取29.4MPa； 工业制品取34.3 MPa； 对精度高、形状较复杂的工业制品取39.2 MPa； 对模腔流长比小于50的，取20-30 MPa为宜，大于50的取35-40MPa。 * 螺杆转速 螺杆转速是影响塑化能力、塑化质量和成型周期等因素的重要参数。 螺杆转速提高，塑化能力增加，流量加大，熔融温度均匀性有所改善。 螺杆转速根据聚合物所允许的最大线速度来确定； 对热敏性聚合物V=1.8cm/s； 对一般性聚合物V=80cm/s， 螺杆最高转速应为n=V/(πDs) * 预塑行程 每次注射终止后，螺杆处在料筒的最前位置，当预塑程序到达时，螺杆开始旋转，物料输送到螺杆头部，螺杆在物料的反压力作用下后退．直到碰到限位开关为止，这个过程称为预塑过程，螺杆后退的距离称为预塑行程。 物料在螺杆头部所占容积是螺杆后退形成的预塑容积，也是注射容积，其计量行程就是注射行程。 制品所需注射量是用预塑行程来调整的。 * 注射量大小与计量行程精度有关： 计量行程太小，注射量不足；材料会因在料筒中滞留时间过长而产生热分解， 计量行程太大，料筒前部每次注射后余料太多，使熔体温度不均或过热分解。 一般注射量最好设定在注塑机最大注射量的30％-80％之间。 * 模具温度 模具温度是和成型作业效率有关的成型条件之一。 模温越低，模腔内物料冷却速度越快，可大大缩短制品取出时间，提高成型效率，但模温过低易引起制品外观不良，产生流痕、熔接痕或缩痕等。 模温较高使制品表面转印性较好，特别是成型表面有花纹等制品时，应注意适当提高模温。 注射模具 控制模具温度的模温机 * 料筒温度 根据聚合物在料筒内的塑化机理，分三段加热： 第一段固体输送段靠近料口处，温度要低—些，用冷却水防止物料架桥，保证较高的固体输送效率； 第二段压缩段是物料处于压缩态并逐渐地熔融，温度比第一段要高出20-25℃， 第三段计量段是物料完全熔融，在预塑终止后形成计量室储存塑化好的物料，温度比第二段高出20-25℃以保证物料处于熔融态。 * 第三段熔体的实际温度有时还要高于料筒的温度，这是由于预塑时，熔体吸收一部分切变热使内能增加，温度升高。 料筒温度是控制熔体温度和制品质量的主要工艺手段，对塑化量、充模压力、料流长、收缩率、密度、热变形温度、弯曲和拉伸强度，制品定向等有重要影响。 * 喷嘴温度 喷嘴温度对保证注塑工艺同样重要，因为喷嘴有加速熔体和提高温度的作用。 喷嘴本身热惯性很小，但却与模具和前模板接触，热交换会很快地带走热量，为防止熔体在喷嘴处凝固，需提高喷嘴加热圈的温度，一般比料筒的第三段温度高出20-30℃，具体设定由工艺试验确定。 加热圈 注塑机常用射嘴 * 金属粉末注射成型的应用 PIM克服了传统粉末冶金制品密度低、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁复杂件的缺点，特别适合大批量、小型、复杂以及具有特殊要求的金属零部件；既可制造铁铜基零件，也可制造钨制品、不锈钢及陶瓷零件，具有广阔应用前景。 金属钨制品 陶瓷制品 * PIM是现今粉末冶金领域中发展最迅速的新工艺之一，也是材料成形加工技术的新工艺。 产品应用已经涉及到军工、机械、医疗料械、钟表、汽车、IT电子、通讯、航天航空、体育器材、日常生活用品等多个方面，被誉为“当今最热门的零部件成形技术”、“21世纪的成形技术”。 金属粉末注射成型产品 * 在通讯领域，包括有线、无线及光通讯领域应用PIM产品最多，达到26.9%；其次是机械产品，占16.1%；接下来是办公设备，占到14.2%；汽车领域占据13.1%。 金属粉末注射成型产品的应用领域示意图 * 医疗器械 微创手术用手术刀、剪、取样钳等，以及齿科矫形托槽、颊面管系列零件等，该类零件小巧精致、形状复杂，是典型的PIM产品。 颊面管为不锈钢粉末注射而成，重量为0.1-1g，具有槽沟、球头、弯杆、通孔及多个曲面。采用注射成形能提高尺寸精度，生产效率高，质量稳定，密度可达到7.8g/cm3。 取样钳 颊面管 * 军工行业 轻武器中，如枪管套、拉机柄、扳机、枪机框、保险等，此类部件具有槽沟、横沟、斜孔、齿纹或多个曲面，形状复杂，尺寸精度要求高，适合金属粉末注射成形，加工后零件其密度达到7.65 g/cm3，强度可超过1500MPa以上。 军工行业中集束弹、动能弹也可采用该工艺制备。 扳机 弹头 集束