金属学基础

铁碳合金的基本组织

　　①奥氏体：碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但空隙半径比较大，所以能溶较多的碳。2、基材广泛：Al,Ti,Zn,Zr,Mg,Nb,及其合金等。碳在r-Fe中的溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148度时达到峰值2.11%。

　　奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。

　　②铁素体：碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度很小，室温下不超过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时达到峰值，也仅有0.0218%。三、空气气氛：这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体，也可以看作是在常压状态下烧结，一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用。

　　铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧性高和强度、硬度低的组织。

　　③珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体之间。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布，称为片状珠光体。☆缺陷必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置，或制造成形后除去例如浇口印迹、提模杆标记或接合线等。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。

　　④渗碳体：渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。

　　一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。

　　⑤马氏体：钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织，常用M表示,马氏体是体心正方结构。

　　马氏体转变速度极快，转变时体积产生膨胀，在钢丝内部形成很大的内应力，所以淬火后的钢丝需要及时回火，防止应力开裂。

什么情况下合采用MIM工艺

MIM工艺的制程技术、材料和设备在国内已经越来越成熟，应用范围也非常广。

零件形状复杂、尺寸较小以及产量大，这些都是MIM工艺的优势。

这些强项，使其在电子数码产品、手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封件、切削工具及运动器械中得到了大量的应用。

那么，如何判定一个产品是否应该选择MIM工艺，也就是选择MIM工艺的准则是什么呢？

目前主要有下列主要事项，选择MIM工艺前需要考虑清楚。

1.

质量、切削量：对于在切削加工和磨削加工中材料损耗非常、加工非常耗时的零件，MIM在降低生产成本上极有优势；

2.

总需求量：模具费和研发费用对于低需求量的产品，分摊下来后是很难以承受的。因此，当产品的年需求量达到或超过2万件时，可以考虑选择MIM工艺。

3.

材料：MIM工艺是一种近净成形技术，对于由钛、不锈钢及镍合金之类难易切削的材料设计的零件，MIMZui有吸引力。

4.

产品复杂性：MIM工艺Zui适合制造几何形状复杂的、在切削加工中需要变换很多次加工工位的多轴零件、多基准零件。

5.

使用性能：基于MIM产品的高密度，如果使用性能有需求，则MIM的高密度形成的性能有竞争力。

6.

表面粗糙度：表面粗糙度反映了粉末颗粒的大小。

7.

公差（精度要求）：MIM烧结件的公差大概为±0.3%，如果产品要求的公差很严格，MIM烧结件就需要二次加工，如CNC，数控车等，MIM的成本也趋向于增加，需要评估比较。

8.

组合：为了节省库存与组装费用，可见多个零件固结为一个零件。

9.

缺陷：必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置，或制造成型后可以除去，例如浇口印迹，顶针印迹或结合线。

10.

新型组合材料：MIM可制造出传统工艺难以制造的新型组合材料，例如叠片的或两种材料结构的或耐磨耗用的混合的金属-陶瓷材料。

MIM常用材料的种类很多，但有几种是主要的。若材料难以切削加工，诸如工具钢、钛、镍合金或不锈钢，对于MIMZui终成型来说，是Zui有利的，MIM工艺可以一次性成型复杂的几何形状特征。

在不同的生产地点之间，用MIM可达到的性能是不同的。我们在设计之前，需要的许多性能参数都汇总与技术手册中。

现在，我们看到了很多为MIM设计的新的材料，其中有叠片结构的（硬磁-软磁，磁性的-非磁性的，传导性的-绝缘的）、泡沫金属及孔新建，这些可选择的项目，都将MIM推进到了几乎没有工艺可替代的领域。

金属表面处理新工艺--达克罗

达克罗是DACROMET译音和缩写，简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内命名为锌铬涂层，是一种新型的耐腐涂层，与传统的电镀锌相比：锌铬涂层耐腐蚀性能极强，是镀锌的7—10倍，无氢脆性，特别适用于高强度受力件，高耐热性、耐热温度300℃，尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件、高附着性、高减磨性、高耐气候性、高耐化学品稳定性、无污染性。达克罗技术的基体材料范围：钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金，铜、镍、锌等及其合金。质量、切削量：对于在切削加工和磨削加工中材料损耗非常、加工非常耗时的零件，MIM在降低生产成本上极有优势。而且涂覆全过程中无污染，是一场金属表面处理技术的革命，是当今世界上金属表面处理富有代表性的高的新技术。

日本MIM工业产品发展迅速

金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，Zui后经烧结致密化得到Zui终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医用器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵工及航空航天等工业领域。三、微弧氧化(MAO)微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今Zui热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。

　　美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。到目前为止，美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工——爱普生、大同特殊钢等。粘结剂的选择十分关键，若粘结剂选择不当可能产生以下缺陷：粘结剂是怎么分类的。目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司，其MIM工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止，全球已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造业中Zui为活跃的前沿技术领域，被世界冶金行业的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向。