粉末冶金成型設備我們通過對PM與MIM工藝及設備進行解析，粉末冶金(PM)是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成型與燒結等工序，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。

　　由于粉末冶金技術的優點，它已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發展中起著舉足輕重的作用。

　　一、傳統PM工序及設備

　　1、制粉

　　制粉是將原料制成粉末的過程，常用的制粉方法有氧化物還原法、霧化法、旋轉電極法、電解法和機械破碎法等，不同制粉方法所使用的設備也是不同的。

　　1)固體碳還原制粉設備：倒焰爐、隧道爐

　　2)氣體還原制粉設備：管式還原爐、網帶式還原爐、回轉管式還原爐

　　工作原理：燃料在管式加熱爐的輻射室(極少數在單獨的燃燒室)內燃燒，釋放出的熱量主要通過輻射傳熱和對流傳熱傳遞給爐管，再經過傳導傳熱和對流傳熱傳遞給被加熱介質。

　　3)霧化制粉設備：水霧化/氣霧化制粉設備

　　工作原理：以快速運動的流體(氣體或水)沖擊或以其它方式(如離心)將金屬或合金液體破碎為細小液滴，繼之冷凝為固體粉末的粉末制取方法。

　　4)旋轉電極制粉設備：等離子槍旋轉電極

　　工作原理：以金屬或合金制成自耗電極，其端面受電弧加熱而熔融為液體，通過電極高速旋轉的離心力將液體拋出并粉碎為細小液滴，繼之冷凝為粉末的制粉方法。

　　5)電解制粉設備：離子膜電解槽

　　工作原理：在電解液-水溶液或金屬熔鹽中通入直流電，正價金屬離子在陰極得到電子形成松散的金屬粉末。

　　6)機械破碎制粉設備：球磨機

　　工作原理：利用動能破壞材料的內部結合力，使其分裂產生新的界面，多用于難熔金屬或高溫合金粉的制備。

　　2、壓型

　　成型是將混合均勻的混料，裝入壓模重壓制成具有一定形狀、尺寸和密度的型坯的過程。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型，加壓成型中應用最多的是模壓成型。該過程所使用的設備有：

　　1)模壓成型設備：立式油壓機

　　工作原理：液壓傳動是利用液體壓力來傳遞動力和進行控制的一種傳動方式。

　　2)冷等靜壓(CIP)設備：冷等靜壓機

　　工作原理：利用液體或氣體在密封容器內壓應力傳遞特點，將粉體或壓坯用軟包套(橡膠或塑料)密封，置于傳力介質中，加壓而致密化。

　　3)熱等靜壓(HIP)設備：熱等靜壓機(設備主要結構：高壓容器、加熱爐、壓縮機、真空泵、冷卻系統和計算機控制系統等，其中高壓容器為整套設備的關鍵裝置)

　　工作原理：熱等靜壓是一種集高溫、高壓于一體的工藝技術。在高溫高壓作用下，熱等靜壓爐內的包套軟化并收縮，擠壓內部粉末使其與自身一起運動，從而使制品得以成型與致密化。

　　4)機械式壓力機：凸輪式壓力機(TPA自動壓力機)、杠桿式壓力機

　　工作原理：利用凸輪、杠桿或錘的運動，產生壓力而使粉末成型。

　　3、燒結

　　燒結過程中粉末顆粒間通過擴散、再結晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程，成為具有一定孔隙度的冶金產品。該過程所使用的設備有：

　　1)直接加熱電阻爐：鉬絲燒結爐

　　工作原理：熔點高的鉬絲作為電阻發熱元件，通過直接加熱的方式使粉坯燒結成型。

　　2)真空燒結爐：真空(氣氛)燒結爐

　　工作原理：真空燒結爐是在真空環境中對被加熱工件進行保護性燒結的爐子，其加熱方式比較多，包括有電阻加熱、感應加熱、微波加熱等。

　　3)網帶式燒結爐：網帶爐

　　粉末冶金制品擁有致密度可控、晶粒細小、組織均勻、無成分偏析、近型成型，原材料利用率等優點，被廣泛應用于汽車、航空航天、電子消費品等行業。

　　二、MIM工藝及設備

　　MIM是金屬注射成型的簡稱，是一種與熱塑性物料(塑料或石蠟)混合的金屬粉末注射于模型中的成型方法，包括先將所選粉末與粘結劑進行混合，然后將混合料進行制粒再注射成型所需要的形狀。

　　1、MIM喂料

　　精細金屬粉末(MIM使用的原料粉末粒徑在2~15μm，而傳統粉末冶金的原料粉末粒徑大多在50~100μm)和熱塑性塑料、石蠟粘結劑按照精確比例在一個專門的混合設備中進行混合。該過程所使用的設備(或設備機組)有：

　　1)混煉機

　　翻轉式混煉機：密煉室可以翻轉一定角度倒料。通過轉子的轉動，對物料施加強力剪切與全方位攪拌，實現物料的均勻混合。

　　開合式混煉機：密煉室液壓驅動，前后均可打開，并且轉子可以拔出清理。

　　2)擠出機

　　金屬與粘接劑的預混粉由擠出機擠出冷卻，用于剪切造粒喂料。

　　3)強制入料造粒機

　　工作原理：雙腕式強制喂料，無需人工破碎，密煉好的整團物料直接投入，采用剝皮式喂料，由外層逐漸剝離，確保物料溫度均勻。

　　4)混煉-造粒一體機

　　隨著MIM技術的成熟，為避免人工二次取料和造成喂料的污染，如今多采用混煉-造粒一體機，混煉完后直接造粒得到喂料。

　　2、注射成型

　　注射成型的設備和技術與注塑成型是相似的，該過程所使用的設備有：注射機及其模具

　　3、脫脂(脫粘)

　　脫脂是將成型部件中粘結劑去除的過程，最常用的是溶劑萃取法，該過程所使用的設備有：脫脂(脫粘)爐

　　4、燒結(或脫脂-燒結一體)

　　經過脫脂的部件(棕坯)被放進高溫、高壓控制的熔爐中，該部件被加熱到很高的溫度，顆粒之間的空隙由于顆粒的融合而消失，典型的燒結密度理論上大于97%。該過程所使用的設備有：燒結爐、脫脂-燒結一體爐

　　5、二次處理

　　根據制品具體需求，有些部件(銀坯)燒結后可能需要進行二次深加工處理得到完成件。如滲碳淬火、時效析出等熱處理以提高材料物理性能;電鍍、涂裝可對表面進行裝飾，提高美觀感等。

　　以上就是關于粉末冶金成型設備就介紹到這，粉末冶金能實現工件的少切削、無切削加工，是一種高效、優質、精密、低耗節能制造零件的先進技術，是一門重要的材料制備與成形技術。