金属注射成形零件资料尺度

一、MIM零件资料尺度的注解和界说

（1）MIM资料定名

在造订MIM资料的技术规范时，MIM协会选取的商标系统和AISI-SAE一样
。之所以选用这些商标名称是由于MIM零件多用于代替已在使用的相应锻轧资料的制品
。当暗示某种资料是用MIM工艺造作时，应在资料之前加“MIM”
。例如，用MIM工艺造作的316L不锈钢，可用“MIM-316L”来暗示
。

在选择某一具体资料之前，必要仔细分析零件的设计与其最终用处，其中蕴含尺寸公差、零件设计及模具设计
。另表，MIM零件的造作厂家和买方必须约定对制品零件的最终机能要求
。也可划定诸如静态与动态负载、耐磨性、切削性及耐蚀性之类的问题
。

（2）一些根基概想与界说

最幼值概想 金属粉末工业结合会对于用于结构零件的粉末冶金资料选取了最幼力学机能值概想
。选取MIM工艺造作零件时，可用这些值作为用户选择具体利用资料的一个凭据
。为有助于用户选择资料，除最幼力学机能值表，还列出了其它机能得尺度值
。从而，使用户可选择与确定相宜的MIM资料与对具体用处最相宜的机能
。提供的数据划定了资料的最幼力学机能值，并列出了在工业出产前提下可达到的尺度力学机能值
。通过较复杂的工艺过程可加强力学机能和改进其它使用机能
。要选择一种在机能与价值两方面都可行的最佳资料，用户与MIM零件造作厂家一路会商零件的用处最为沉要
。

最幼值 MIM资料的最幼值，对于烧结态和（或）热处置态的所有资料都是用屈服强度（0.2%残存变形法）、极限抗拉强度及伸长率来暗示的
。由于MIM资料的密度靠近真密度，故其机能和锻轧资料类似
。

为成立本尺度，所用拉伸机能都是由拉伸试样测定的，拉伸试样是为评定材MIM料专门造备的（关于MIM资料试样的详情见MPIF尺度50）
。由批量出产的零件切削加工的试样或由非尺度的MIM试样测定的拉伸机能，可能和依照MPIF尺度50造备的试样测定的了局分歧
。

在假造MIM资料的技术规范时，批注最幼强度值的现实步骤是由造作厂家

和用户利用出产的第一批零件和相互约定的对零件施加力的步骤，进行静态或动态验收试验
。例如，凭据一给定零件的设计，约定粉碎负荷必须大于某一给定的力
。倘若在验收试验中，超过了该划定值，就批注达到了最幼强度值
。也可用第一批零件在使用中进行试验批注是合格的
。静态和动态断裂负荷是别离测定的，并要对这些数据进行统计分析，以确定未来批量出产零件的最幼破断力
。未来批量出产的零件只有超过了该最幼力，就批注达到了技术规范划定的强度
。也可用拉伸试样来证明强度合格
。这些试样和零件应该是由统一批资料造作的，并且和零件的资料密度一样，同时是和出产的零件一路进行烧结与热处置的
５，现实零件成形时产生的缺点，可能会限杜酌拉伸试样测定的机能
。倘若不选取验收试验，为了能达到切合最幼机能要求，可能必要对零件进行补充质量检验，诸如X射线分析
。

利用MPIF尺度35来造订MIM资料技术前提，意味着除非买方和造作厂家还有和谈，资料将拥有尺度中划定的最幼机能值
。当然，若用试样来测定这个值，试样就应该拥有由造作厂家确定的和为在与零件出产一样前提下评定这类资料专门造备的状态与其它个性
。

尺度值 对于列出的每一种MIM资料都对应一组机能（即密度、硬度、伸长率等）的尺度值，对于某一具体利用，其中一些或全数机能可能都是很沉要的
。对所列密度下的尺度值都是用内插法由均匀力学机能-密度曲线来确定的
。力学机能数据起源于试样的“循环”烧结和热处置
。

列出尺度值只是为了通常性领导，不得将它们视为最幼值
。当用于通常造作工艺时，凭据所选择的零件测试区域或选取的具体造作工艺会稍有变动
。对于买方要求的每一种资料，在造订技术前提以前都必须和MIM零件造作厂家对“尺度致犯”下面所列的机能进行充分会商
。对于每一种MIM零件，除了以最幼值暗示的机能表，对于所要求的机能值，都应凭据其预约用处罚别划定
。

化学成分 对于每一种资料的化学成分都列出了重要元素的最幼与最大含量
。“其它元素”用差减法算出的，其中蕴含所有的其它元素（以最大含量进行汇报）
。这些元素中可能蕴含为特殊主张而增长的一些微量元素
。

力学机能 力学机能数据讲了然最幼机能值与尺度机能值，若试样所列的密杜纂化学成分切合尺度，预计这些机能值是能达到的
。当然，在这个尺度当选取的力学机能
。都是要通过为资料评价出格造作的专用试样以及在工业出产前提下烧结的专用试样进行测定的
。关于热处置试样的硬度值，首先给出了表观硬度，其次，可能的话，给出等效的颗
；蚧逵捕戎
。残留于MIM零件中孔隙对表观硬度读数会有影响
。以HRc所暗示的基体硬度值都是由负荷为100gf(0.981N)的努氏显微硬度丈量值换算的
。

热处置 除奥氏体不锈钢表，MIM资料都可进行热处置，以增高强度、硬度及耐磨性

；咸己课0.3%或更高的MIM铁基零件能够淬火硬化与回火
。碳、合金元素及残留孔隙的百分含量决定了在职何一给定的淬火前提下可淬硬的水平
。通过选取淬火能够将硬度提高到55HRc（650HK）或更高
。为了得到最佳强杜纂耐磨性，淬火后必要进行回火或解除应力，回火温度对于决定最终硬度是一个沉要成分
。当造作的MIM铁基零件最终不含碳或含碳量低时，可进行表表渗碳-淬火，以提高表表硬度和维持心部的韧性
。马氏体与沉淀硬化不锈钢也可用热处置来提高硬杜纂强度
。

对于MIM铁基零件进行热处置和（或）渗碳推荐选取煤气类空气或真空处置
。为保障拥有划定的含碳量，对热处置过程必须很好地进行节造
。大无数MIM资料都很适应于选取通例锻轧资料的热处置工艺
。为使零件的最终机能达到梦想平衡，建议对于任何MIM资料的热处置工艺都要和MIM零件的造作厂家共同造订
。

表表粗糙度 MIM资料总的粗糙杜纂表表反射能力取决于密度、模具状态、颗粒大幼以及后续加工
。由于MIM资料的表表状态和锻轧资料的切削加工或磨削加工表表分歧，所以通例概括仪读数给出的表表粗糙度概括曲线是不正确的
。

显微组织 MIM零件的显微组织分析是一种诊断工具，可用于揭示零MIM件的烧结程杜纂对MIM工艺极为关键的其它冶金信息
。由于用MIM工艺可达到高密度，故MIM资料的显微组织和相应的锻轧资料类似
。对于大部门烧结MIM资料有几项检验是一样的，此简述如下：

MIM资料的孔隙度通常不大于5%
。只有思考到形成缺点时，拔取MIM零件的特定横截面才是沉要的
。粗抛光和细抛光要一向进行到将残存孔隙都显露出来为止
？紫抖鹊拿婊俜致示鸵馕蹲帕慵的密度
。

往往首先分析于未侵蚀状态的烧结零件
。烧结正常时，在“200×”下看不到原颗粒界
？紫冻示壬⒉嫉摹⒚暧椎摹⑹实痹部椎淖刺，其资料的强度、塑性及冲击强度就比力高
。

对于MIM钢，可凭据珠光体的面积百分率比例来判断其大体的含碳量
。珠光体含量较少就意味着含碳量比例较低
。元素镍合金化增长剂应充分地进行扩散，不要将富镍区误判为铁素体区
。通常应预防表表脱碳，由于表表脱碳的话，硬度较低且耐磨性较差
。若零件的含碳量在0.6%～0.9%，则表层的含碳量低于0.6%时就是显著脱碳
。少量的表表脱碳问题不大，但若脱碳层深度大于0.254mm,可能必要验证对职能有没有侵害了
。

MIM低合金钢热处置状态通常全数为马氏体组织
。在淬硬的零件中，若出现网状碳化物，会使马氏体脆化，因而，通常要预防这种情况
。在零件表表层0.127mm处含有少量碳化物通常是允许的，对于少量的残存奥氏体和马氏体组织也是如此
。由于残存奥氏体在使用中会转变为脆性马氏体，故通常要预防其百分含量较高
。

MIM不锈钢的显微组织通常和相应锻轧资料一样均匀弥散的、充分圆化的孔隙批注烧结正常
。晶界中的氧化物、氮化物或碳化物可能降低其机能
。

在造备显微组织分析用的MIM试样时，推荐选取下列侵蚀剂和步骤
。含碳的铁基零件通常在2%硝酸、乙醇侵蚀液中侵蚀
。奥氏体不锈钢与沉淀硬化不锈钢可选取glyceregia(10ml HNO3，20ml HCl，30ml甘油)侵蚀液中擦洗1～2min来侵蚀，这种侵蚀液30min后就应抛弃
。

二、检验步骤

（1）验收试验

大力推荐用户与MIM零件造作厂家共同造订验收试验和（或）粉碎试验步骤，以保障现实零件切合设计意图，可能的话，应将MIM零件的现实利用情况联系起来，如粉碎负荷、弯曲试验、拉伸试验等
。验收试验的数据必须通过现实试验来确定，建议将这类试验补充在图纸上划定的资料技术前提中
。

（2）密度

MIM资料的孔隙度通常不大于5%，因而，浸渍法不合用
。通常使用的步骤如下：

D=Aρw÷(A-C+E)

式中?? D—密度，g/cm3
；

A—试样在空气中的质量，g
；

C—试样在水中的质量，g
；

E—悬挂丝或筐在水中的质量，g
；

ρw—在试验温度下水的密度，g/cm3
。

要把稳：①质量A、C及E应丈量到1mg
；

②水中必须增长0.1%润湿剂，以将称量试样时水的表表张力效应减幼到最幼值
；

③测按时水的温杜纂密度如表1所示
。买卖双方赞成的话，也可用气体比沉计测定密度
。

表1? 水的温杜纂密度的关系

注：所列ρw 值取自Metrolopical Handbook 145, Quality Assurance for Measurements

1990,NIST,P.9.10 和暗示在空气中于1atm(1atm=101325Pa)

（3）极限抗拉强度、屈服强度及伸长率

极限抗拉强度、屈服强度及伸长率的测定步骤与通例钢铁资料一样
。

（4）表观硬度

当用通常压痕硬度计测按时，MIM零件的硬度值叫做表观硬度，这时它暗示的是基体硬杜纂残存孔隙度效力的综合值
。对于MIM零件，残留孔隙对硬度值的影响很幼，表观硬度测定的是压痕抗力
。测定MIM资料表观硬度时要把稳：

1、划定测定区域
；

2、除去可能会因与压头或支承表表接触而影响压痕硬度读数的任何毛刺
；

3、取五个硬度读数的最幼值
；

4、取读数的均匀值
；

5、汇报均匀了局到最靠近的整数值
。

造作厂家和买方对于每一试验的零件都应约定硬度、测定步骤及硬度标度
。

（5）基体硬度（显微硬度）

基体硬度是用显微硬度计以努氏（KHN）或金刚石角锥硬度（DPH）压头测定的
。通过将孔隙度的影响降低到最低限度，可测定组织的现实硬度
。为了和其它资料相比力，可将显微硬度的测定值换算为等效的洛氏硬度值
。

在将努氏硬度换算成HRc硬度时该把稳，通常的换算图表都基于负荷为500gf(4.9N)，而对于MIM资料，推荐的负荷为100gf(0.98N)
。鉴于热处置的资料会形成马氏体、细珠光体以及贝氏体区域，故必须汇报测试的相
。将试样抛光到已显露全数孔隙这一点是很沉要的
。在压头压入一潜隐的孔隙，则压头印痕的边缘将成曲线状，这个读数必须舍弃
。

三、MIM资料技术尺度

（1）低合金钢

蕴含由预合金粉和铁粉与其它合金元素（如Ni、Al及C）粉末的混合粉造作的MIM资料
。为获得各类各样的机能，每种元素增长的比例及热处置前提可能分歧
。合金可通过淬硬获得很高的强杜纂适当的韧度
。为了使表表耐磨和心部拥有韧性，含碳量较低的合金可进行表表渗碳-淬火
。

资料个性 通常是烧结时合金元素进行充分扩散
。组织均一者拥有优异的强度机能
。用MIM工艺可获得高密度，因而这些资料也拥有优良的韧性
。

利用 低合金钢通常用于轻型结构零件，出格是经过渗碳-淬火处置时，它们可用于必要高强杜纂硬度的场所
。

显微组织 残存孔隙应该很幼，散布均匀并且相对圆化
。烧结体的显微组织凭据含碳量应含罕见量分歧的铁素体与共析体
。

化学成分 标称化学成分见表2，低合金钢MIM资料的机能与MIM低合金钢的物理-力学机能见表3
。

表2?? MIM低合金钢的标称化学成分（质量分数）

表3 MIM低合金钢的物理-力学机能（美国MPIF尺度35. 1993-1994年版）

（2）不锈钢

蕴含由预合金别离或元素粉配造的不锈钢造作的MIM资料，其中蕴含的商标有奥氏体不锈钢、双相不锈钢及沉淀硬化不锈钢
。

资料个性 由于用MIM工艺可获得高密度，从而提高了这些资料的强度、韧性及耐蚀性
。利用MIM不锈钢有几个商标，每一商标都拥有特殊机能和辽阔的利用领域
。

1、MIM-316L奥氏体不锈钢：这个商标用于必要耐蚀性极好的场所，由这种

资料造作的零件都拥有优良的综合强杜纂韧性
。

2、MIM-双相（316L）不锈钢：所谓双相是指这种不锈钢拥有铁素体-奥氏

复合组织
。它和316L相比，耐蚀性类似，但表观硬度较高，且力学机能或多或少有所提高，这些合金都是铁磁性的
。

2、MIM-17-4PH沉淀硬化不锈钢：在必要高强杜纂硬度的场所，可选取这种

商标的不锈钢
。因含碳量低，其耐蚀性通常比400系列不锈钢好，通过在热处置

时扭转时效温度，可获得各类分歧的机能与硬度
。

显微组织 MIM资料除了拥有的均匀弥散的、适当圆化地孔隙表，其显微组织应和锻轧资料一样，不得有原颗粒界形迹
。内部的氧化物、氮化物、及碳化铬对机能都是有害的
。

化学成分 标称化学成分如表4.

表4?? MIM不锈钢的化学成分（质量分数）

MIM不锈钢的机能 MIM不锈钢的物理-力学机能如表5.

表5?? MIM不锈钢的物理-力学机能（美国MPIF尺度35. 1993-1994年版）

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