MIM工艺中的后处理工序
2014-08-15 18:11阅读：
JINZHU-MIM后处理
一般情况下，对于MIM工艺烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精装，机加工，电镀，精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。根据最终的需求,
完成烧结的部件可能需要进行表面处理。热处理可以提高任何金属物理性能。任何类型的机械加工都可以达到比MIM过程更精确的效果。电镀、涂装可以应用于高密度材料。众多的机械装配技术，如焊接或冷却也可以被成功的应用。本节主要针对后处理工序中的熔渗、渗碳、淬火、回火、表面淬火、浸油等进行简单描述。
一、 熔渗 infiltration
是利用熔点比制品熔点低的合金或金属在熔融状态下来填充制品中的空隙的工艺方法。
二、渗碳 carburization or
case-carbonizing
为增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。
渗碳零件的材料
一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63﹐心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩内应力﹐对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑冲击韧性和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。
三、浸油 immotion oil
粉末冶金制品是通过多道工序加工而成的，其中多孔减摩制品浸油是很重要的一道。它增加了粉末冶金制品的抗腐蚀性、提高耐磨性，并延长其使用寿命。因此我们应加强对其的了解。
其操作原理是铁基含油轴承烧结后进行浸油处理，粉末冶金润滑油即进入制品孔隙中。当轴转动时，与套发生动摩擦，生热；使轴承温度上升，油遇热膨胀；从孔隙中流出到轴与轴套之间起到自动供油，形成的油膜起润滑减摩作用。一般这种方法有普通浸油、真空浸油和加热浸油之分。
1、普通浸油
把清洗干净的烧结制品放入机油中浸泡。油在制品的毛细管力作用下，浸入到制品的孔隙中。这种方法浸油时间长、浸油效率低，一般需要几小时，适用于含油率不高的制品中。
2、真空浸油
把清理干净的烧结制品放入真空箱内，密封抽空至-720毫米Hg，然后向真空箱内放入机油，再加热至八十摄氏度，保持二十分钟到半个小时。由于制品连通孔隙中的空气被抽出，机油可在十分钟之内浸入制品中.
空浸油还可以先把放有制品的真空箱内的空气抽出，然后把预热过的油通入真空箱中，将制品覆盖起来，再使大气与真空箱接通，油即较快地浸入到制品孔隙中。采用这种方法浸油效率高、速度快
3、加热浸油
把清除干净的烧结制品放入八十到一百二十摄氏度的热油中浸泡一小时。由于制品受热，连通孔隙中的空气膨胀，使一部分空气被排除。冷却后，剩余部分的空气又收缩，把油吸入到孔隙中。由于热油的流动性好，润滑性高，因而可有更多的油浸入到制品中。
四、退火、正火、淬火、回火
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
1.淬火 quench or air-hardening or
quenching
工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。最常见的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。
工艺过程：将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性下降及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件。常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力，当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂。为此必须选择合适的冷却方法。根据冷却方法，淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类。
淬火工件的硬度影响了淬火的效果。淬火工件一般采用洛氏硬度计测定其HRC值。淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测定HRA值，而厚度小于0.8mm的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒，可改用表面洛氏硬度计测定其HRC值。
2.回火tempering
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
3.退火(煅烧)annealing
将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后随同炉子进行缓慢冷却 (冷却速度最慢)目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态（减小内应力），获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
4.正火
normalizing
将工件加热到适宜的温度后从炉子中取出在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
5.表面淬火surface
hardening
表面淬火是将钢件的表面层淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火状态的一种局部淬火的方法。表面淬火时通过快速加热，使刚件表面很快到淬火的温度，在热量来不及穿到工件心部就立即冷却，实现局部淬火。
五、喷砂 sand blasting
利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。
主要应用范围：
（一）工件涂镀、工件粘接前处理喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基础图式（即通常所谓的毛面），而且可以通过调换不同粒度的磨料，比如飞展磨料磨具的磨料达到不同程度的粗糙度，大大提高工件与涂料、镀料的结合力。或使粘接件粘接更牢固，质量更好。
（二）铸造件毛面、热处理后工件的清理与抛光喷砂能清理铸锻件、热处理后工件表面的一切污物（如氧化皮、油污等残留物），并将工件表面抛光提高工件的光洁度，能使工件露出均匀一致的金属本色，使工件外表更美观，好看。
（三）机加工件毛刺清理与表面美化喷砂能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。并且喷砂能在工件表面交界处打出很小的圆角，使工件显得更加美观、更加精密。
（四）改善零件的机械性能，机械零件经喷砂后，能在零件表面产生均匀细微的凹凸面，使润滑油得到存储，从而使润滑条件改善，并减少噪声提高机械使用寿命。
清理等级
清洁度，代表性国际标准有两种：一种是美国85年制订“SSPC-”；第二种是瑞典76年制订的“Sa-”，它分为四个等级分别为Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3，为国际惯常通用标准，详细介绍如下：
Sa1级——相当于美国SSPC—SP7级。采用一般简单的手工刷除、砂布打磨方法，这是四种清洁度中度最低的一级，对涂层的保护仅仅略好于未采用处理的工件。Sa1级处理的技术标准：工件表面应不可见油污、油脂、残留氧化皮、锈斑、和残留油漆等污物。Sa1级也叫做手工刷除清理级。（或清扫级）
Sa2级——相当于美国SSPC—SP6级。采用喷砂清理方法，这是喷砂处理中最低的一级，即一般的要求，但对于涂层的保护要比手工刷除清理要提高许多。Sa2级处理的技术标准：工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质（疵点除外），但疵点限定为不超过每平方米表面的33%，可包括轻微阴影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。如果工件原表面有凹痕，则轻微的锈蚀和油漆还会残留在凹痕底部。Sa2级也叫商品清理级（或工业级）。
Sa2.5级——是工业上普遍使用的并可以作为验收技术要求及标准的级别。Sa2.5级也叫近白清理级（近白级或出白级）。Sa2.5级处理的技术标准：同Sa2要求前半部一样，但疵点限定为不超过每平方米表面的5%，可包括轻微暗影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。
Sa3级——级相当于美国SSPC—SP5级，是工业上的最高处理级别，也叫做白色清理级（或白色级）。Sa3级处理的技术标准：与Sa2.5级一样但5%的阴影、疵点、锈蚀等都不得存在了。
六、PVD coating
pvd就是真空离子电镀，会掉色。相对于普通的水度比较耐磨，但不会像后者大片大片的脱落，而是随着佩戴时间的增加慢慢的变淡。具体时间不详。应该在5年以上了，或者更长，反正现在还没有见过周围有人买了PVD
的掉色严重。主要看保养程度了，出汗太多，与化学品接近等都会影响年限。这种方式没有废水排放，绝对是环保而且与耐磨程度是镀金的5倍以上。一般在镀钛以后都会在表面上覆盖一层金色的保护膜，看起来和金的一样，又漂亮又环保。
物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、射频溅射（RF）、离子喷涂（Plasma spraying
coating, PSC）、化学镀等都属于表面涂覆技术。PVD与CVD相比，其工艺过程中被处理工件的温度低，镀后不需再进行热处理，在轴承零件的表面处理中得到较广泛的应用。100Cr6、440C等钢制轴承零件经PVD、CVD或RF镀TiC、TiN、TiAlN等后，可提高轴承零件的耐磨性、抗疲劳强度，降低表面摩擦系数。PVD还可以进行独特的PLC（polymer
like carbon——类高分子聚合物）冶金润滑膜层沉积，进一步降低涂层表面的摩擦系数。
七、激光切割（Laser
curving）
八、紫外光固化(UV
curving )
紫外线固化型(UV)涂料是利用波长短的紫外线照射，产生化学作用而重合，制造三次元架桥而硬化的涂料。紫外线硬化涂料比传统的热干燥型涂料，性能更好。
九、发黑 bluing piece
发黑处理指的是将零件脱脂、酸洗后,
直接浸泡黑色的染色剂, 再加上防锈油后,
颜色变黑, 就称做发黑处理.
Blackening processing 发黑处理 black
oxide finish 氧化发黑处理
