MIM件金屬粉末注射成型機在汽車領域的應用
MIM件金屬注射成形(Metal Injection Molding,MIM)是一種適于生產小型、三維復雜形狀以及具有特殊性能要求制品的近凈成形工藝。
由于 MIM 是一種近凈成形工藝,不僅能得到致密度高、力學性能良好、表面粗糙度小的零件,而且還能大批量、高效率地生產結構復雜的零件,一般不需要繼續精加工,零件成本降低,促進了汽車輕量化發展,減少了環境污染,因而引起了汽車行業的重視。
MIM技術作為粉末冶金領域的先進技術正在逐步取代傳統的機加工技術,更多地運用在汽車零部件生產上,主要包括動力傳輸零件、渦輪增壓器、燃油噴油器、安全氣囊傳感器嵌入件、壓力傳感器、電動門鎖組合零件等 MIM 零件。
1 MIM 工藝及技術特點
1.1 MIM 工藝過程
MIM 技術包含四個主要工藝過程:
①粉末和粘結劑混煉、制粒;
②注塑機注射成型;
③選取恰當的脫脂工藝脫脂;
④燒結零件使其致密化 。
1.2 MIM工藝特點
MIM 是融合了塑料注射成型工藝、 高分子學、粉末冶金工藝和金屬材料學的一門新型金屬零件近凈成形技術。 它不僅繼承了傳統粉末冶金和塑料注射成型的優勢, 而且突破了傳統金屬粉末模壓成型在零件形狀上的限制。可快速制造體積小、形狀復雜的利用傳統方法無法加工或難加工的零件。
幾乎所有的材料均可以采用 MIM 工藝生產,MIM 技術不僅具有工藝簡單、成本低、無切削或少切削、經濟效益高等優點, 而且克服了傳統粉末冶金、切削加工、熔模鑄造的諸多缺點。
2 MIM零件在汽車上的應用
MIM技術與傳統加工方法相 比 ,MIM零件具有高精度、高強度、高形狀復雜度、材料多樣化、成本低等特點, 因而MIM技術在汽車上得到了廣泛的應用。
2.1 渦輪增壓器
渦輪增壓器主要由渦輪、泵輪、轉子、葉輪等組成, 利用發動機排出的高壓廢氣產生的慣性力驅動泵輪轉動,通過轉子帶動渦輪旋轉,使發動機進氣壓力增加。
近年來渦輪增壓器 MIM 零部件的研發和生產成為科研工作關注的重點, 同時渦輪增壓器也是 MIM 制造的標志性零件之一。 其結構異常復雜、工作環境惡劣、精度要求高,然而其他加工方法成本較高、精度不易控制。 渦輪增壓器零部件主要是由鎳基超高溫合金、鈦合金等材料組成,以前采用傳統的粉末冶金技術加工。
2.2 噴油器
在汽車上許多小型精密組合零件均可以用MIM工藝制造。制造組合零件一般通過鍛造、精密鑄造等方法,制造的零件成本高、精度低,達不到較好的經濟效益。采用 MIM工藝制造時,可以提高生產效率、提高精度、節約材料、減少工序、降低成本。
汽車發動機上的電控汽油噴油器由 20 多個零件組成,其中鐵芯、銜鐵、導磁片、導向體等零部件構成噴油器的磁路結構, 這些部件都是由軟磁合金材料制造的。
通過 MIM 技術用鐵基納米晶軟磁粉制造的零部件,與傳統的汽油噴油器相比較 ,MIM 技術制造的噴油器綜合性能得到改善。
2.3 傳感器
隨著科技的進步, 應用在汽車上的傳感器種類和功能趨向于多元化、智能化、小型化發展。根據應用區域不同,傳感器殼被用于發動機、底盤、車身、導航等系統。
發動機、底盤、車身、導航等系統上很多傳感器都已經應用 MIM 工藝制造, 例如壓力傳感器組件、安全氣囊傳感器嵌入件、氧傳感器、轉向傳感器、巡航控制傳感器座、傳感器外殼等。
MIM 工藝與精密鑄造工藝相比較,其具有表面粗糙度好,抗拉強度高,可實現零件組合,減少零件數量,降低成本,提高效益等優勢。
除上述零件外,汽車上的點火鑰匙、發動機搖臂零件、轉向裝置 U 型夾、倒檔同步器、氣門頂桿、活塞環、燃燒室蓋、轎車固定器等均采用 MIM工藝制造。
3 MIM 技術在汽車上的應用前景
隨著科技的進步,汽車發展的主要方向是節能、環保、舒適、智能化和輕量化,MIM 汽車產品在汽車上的應用前景巨大。
利用 MIM 技術,可以將微小的汽車零件設計成為一個整體或多個組件,運用 MIM工藝一次注射成型,使得零件在滿足性能的前提下,達到微型、集成、低成本等特點。 同時可制造零件帶有外部切槽、外螺紋、交叉孔、盲孔、加強筋板、凹槽與鍵銷等復雜形狀。
MIM 技術的應用對汽車零件的輕量化、節能化、功能集成化、低成本化等方面起到了不可估量的作用,MIM 技術在汽車上的應用市場前景十分廣闊。
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