还原铁粉是粉末冶金和软磁感应器件的基础原料,其产品由于具有高度的可加工性,可以制成各种超薄、特异形状器件,具有***的抗冲击、抗腐蚀、耐磨损和高强度特性,广泛地应用于汽车、机械、船舶、机车等领域,是单纯靠熔炼制成的钢铁材料所无法替代的高等级材料。
此外在变压器磁芯、电感应器件、优质焊条、静电复印、化工、医用、食品保鲜等行业的应用也日趋广泛。随着科学技术的发展,高纯铁粉的应用领域将越来越广,使用量也越来越大。
根据分析,还原铁粉的原始材料是氧化铁皮,主要是以四氧化三铁存在的。由于原本的利用氢气还原产生的效果不是很好,所以改之为用隧道窑选用碳作为还原剂来还原产品,得到的还原效率还是比较高的,因此以碳作为还原剂在一次还原中进行脱氧处置,被广泛的应用。
由此可见,粉末冶金用还原铁粉生产工序也是一种一次还原,粉末冶金注射成型,因此一般都是选用碳即焦末作为还原剂进行还原,形成的为海绵铁的半成品;形成置换海绵铜铁粉,当然这还不是最终的产品,还要对其进行破碎处理后再要进行二次还原,这时就可以用氢气作为还原剂进行还原,粉末冶金结构件,得到我们想要的产品。
根据中国粉末冶金协会统计的数据,34家国内大中型粉末冶金生产企业(占53 家企业数量的64%)的累计产量长期占53家企业生产产量的占比高达85%,其中大多数汽车粉末冶金零部件生产商集中在这34 家企业中。过去十年,粉末冶金表扣,受益于汽车产量的增长,汽车用粉末冶金零部件需求也呈现快速增长的态势。未来,除了汽车行业本身的增长,粉末冶金零件需求也将受益于进口替代和对机加工零件替代的双重替代,单车的粉末冶金用量将明显提升,保障传统汽车粉末冶金零部件的需求将保持平稳增长。
从行业趋势来看,进入2008 年以后,由于价格的优势,世界粉末冶金的生产中心逐步往中国转移,日本本土的产量出现了明显的下降。根据中国粉末冶金协会的统计,以34 家粉末冶金企业产量为基数,2009/2010/2011 车用粉末冶金的单车用量分别为3.1/3.6/3.76kg/辆,用量增长趋势明显,在经历了2012 年短暂的下滑后,2013年又重回3.71kg/辆的水平。产业信息网认为,考虑到车辆节能、轻量化及产品精度化的诉求,伴随未来中国粉末冶金生产企业规模做大,技术加强和依旧强劲的成本优势,车用粉末冶金零件进口替代趋势下的需求增长仍将持续发生
在金属注射成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到最终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在低于其主要组成成分的温度下通过原子***来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间的空隙,从而达到致密化的目的。在MIM工艺中,致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与注射模具相符的形状,只是经过烧结变得具有了一定强度和性能,谢岗镇粉末冶金,可以承受一定的外力,不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。
曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点,从宏观来看,坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高,从微观来看,粉末颗粒的原子发生里质点转移,使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。
烧结的原理就是在一定的温度下,利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移,将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。由此可以看出温度对于烧结的重要性,从理论上来讲,温度越高,烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速,从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多,烧结过程也就进行得越快。
在实际的生产应用中,人们会经常提到两个词:固相烧结和液相烧结,其实这没有什么费解的,关于二者的区别,简单一点说就是根据烧结温度不同,固相烧结就是烧结温度低于所有组成成分的熔点,而液相烧结则是烧结温度低于主要组成成分的熔点。同时这两种烧结方法又有一个共同点:都是不施加外部压力的情况下进行的。
因此,固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结,这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。