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金属表面处理--粉末冶金

金属表面处理工艺是怎么的流程?表面处理是通过一种材料经过加工转化为另一种物体表面的方式叫表面加工，主要是为了提高物体表面的美观感，金属表面工艺处理还可以保护材料不受环境污染***，目前我们常见的有烤漆和电镀两种。

一、电镀

电镀是一种化学过程，它是在外界直流电源的作用下通过两类导电在阳极和阴极两个电极上进行氧化还原反应的过程。其生产工艺流程为：

电镀工艺过程一般包括电镀前预处理﹐电镀及镀后处理(钝化处理)三个阶段。

1、镀前预处理

镀前预处理的目的是为了得到干净新鲜的金属表面﹐为***后获得高质量镀层作准备。主要进行脱脂﹐去锈蚀﹐去灰尘等工作。步骤如下﹕1 使表面粗糙度达到一定要求﹐可通过表面磨光﹐抛光等工艺方法来实现。2.去油脂﹐可采用溶剂溶解以及化学﹐电化学等方法来实现。第三步 除锈﹐可用机械﹐酸洗以及电化学方法除锈。☆材料对于像钛、不锈钢及镍合金之类难切削加工的材料设计的零件，MIM***有吸引力。第四步 活化处理﹐一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理。

二、钝化处理

所谓钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形成一层坚实致密的﹐稳定性高的薄膜的表面处理方法。钝化使镀层耐蚀性大大提高并能增加表面光泽和抗污染能力。这种方法用途很广﹐电镀后一般都可进行钝化处理。

三、烤漆

烤漆一般分为粉体和液体两种。烤漆的特点是使用性较广泛，价格相对便宜。烤漆工艺流程：

除油——除锈——水洗——中和——表调——磷化——水洗——烤干——色泽处理

喷漆前的所有工序都称为前处理，其目的是为了得到良好的涂层，由于冲压件在制造，加工搬运，保存期间会有油脂，氧化物锈皮，灰尘，锈及腐蚀物等在上面，若不去除将直接影响到涂层的性能，外观等，所以前处理在涂装的工艺中占有极为重要的地位。

金属的磁性怎么来的

为什么只有少数的金属有磁性？

可以等价于问：为什么只有少数金属是铁磁性的，而大部分金属是非铁磁性（即抗磁性和顺磁性）？

这个得从金属磁化的物理本质说起：近代物理证明，构成物质的原子由原子核和电子所构成，每个电子都在作循轨和自旋运动，物质的磁性就是由于电子的这些运动产生的。对于金属来说，金属是由点阵的离子和自由电子构成。在磁场的作用下电子运动会产生抗磁磁矩，与此同时，点阵的离子和自由电子会产生顺磁磁矩。☆复杂性MIM工艺适合制造几何形状复杂的以及在切削加工中需要转换位置的多轴零件。

下面，我们分析下各种金属的磁特性。

1、金属的抗磁性和顺磁性（金属的非铁磁性）

金属中铜（Cu）、银（Ag）、金(Au)、?（Cd）、等，它们的离子所产生的抗磁性大于自由电子的顺磁性，因此是抗磁性物质。

在元素周期表中接近非金属的一些金属元素，如锑（Sb）、铋（Bi）、与锡（Sn）等，它们的自由电子在原子价增加时逐步向共价结合过渡，而共价电子的磁矩互相抵消，因此表现出异常的抗磁性。

所有碱金属都是顺磁性物质，碱土金属（除“铍”外）也都是顺磁性的，这是由于它们的自由电子所产生的顺磁性占主导地位。

碱金属指元素周期表ⅠA族元素中所有的金属元素，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种。

碱土金属指元素周期表中Ⅱ A族元素，包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)六种。

三价金属铝（Al）、硒(Se)、镧(La)也是顺磁性，它们的顺磁性主要是由自由电子或离子的顺磁性所决定。

稀土金属也是顺磁性，而且磁性较强，这是因为这些元素的原子4f层或5d层没有填满，存在着未能抵消的自旋磁矩所造成。

钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）等过渡族元素，它们的3d层未被填满，自旋磁矩未被抵消或而产生强烈的顺磁性。

2、金属的铁磁性

对于铁磁性金属来说，不大的外磁场便会使它强烈磁化，很容易被磁铁吸附。

铁磁性金属的原子磁矩主要来源于电子的自旋磁矩，即使在没有外磁场的条件下，就可以形成一个个小的“自发磁化区”，我们称之为“磁畴”。

正是由于在每个磁畴中原子的磁矩已完全排列起来，所以在一个不太强的外磁场，就可以产生一个很强的磁化强度，即楼主认为的“有磁性”。

重新回到问题的起点，金属的磁性是由其原子结构特性决定的，常温下，只有少数的金属可以形成自发磁化区----“磁畴”，所有只有少数金属有磁性

至于铁磁性金属为什么会形成磁畴的原因，涉及量子力学理论：铁磁性物质内部相邻原子的电子之间有一种静电交换作用，正是这种静电交换作用迫使各原子的磁矩平行或者反向平行排列，使得一个小区域内的各个原子的磁矩按同一方向排列，***终形成自发磁化区域----磁畴。2、基材广泛：Al,Ti,Zn,Zr,Mg,Nb,及其合金等。

铁磁性金属与非铁磁性金属的磁化机制有着很大差异，由于不能自发形成磁化区域，所以非铁磁性金属（常见的有镁、铝、铜、钛、奥氏体不锈钢）的磁性很弱，无法形成明显的SN两极。

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，MIM***有吸引力。

4.

产品复杂性：MIM工艺***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MIM***终成型来说，是***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***成形（MIM）发展

金属***成形（Metal Injection Molding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。

MIM是由传统粉末冶金工艺与现代塑料***成型技术融合发展而来，其基本工艺过程是：将各种微细金属粉末（一般小于20μm）按一定的比例与预设粘结剂（各种热塑性塑料，蜡及其他材料）均匀混合，制成具有流变特性的喂料，通过***机注入模具型腔（或多模型腔）成型出零件毛坯，毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后，即可得到微观***均匀、材料高度致密的各种金属零部件。从某种程度上正在以惊人的速度取代CNC精加工等传统成型技术，且该技术在突破核心技术攻坚后，质量稳定，便于大批量生产，客户满意度高，企业回报率高。

MIM的发展进程

20世纪70年代，美国学者Wiech首先开发出一种对金属粉末进行***成形的粉末冶金工艺。20世纪80年代，美国伦赛尔理工学院开始开展MIM技术理论基础和应用基础的研究工作。美国Injectamax公司和德国BASF公司将脱脂时间从数十小时缩短到几个小时，而且保形性得到明显改善，产品的尺寸精度从±0.5%提高到±0.3%。21世纪后，MIM工艺进一步得到改进，新材料、新工艺不断涌现，产业化发展迅速。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。形状复杂、尺寸较小及产量大，这些都是MIM的强项，使其在手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封、切削工具及运动器材中找到大量应用。