什么？MIM過程中出現顆粒偏析？現在不用愁了！

材料牛注：最近，Sigma公司研究出了一個新的方法來減少金屬粉末注射成型（簡稱MIM）中顆粒之間的偏析。倘若能把該模擬方法應用于工業領域，將最大程度地減小顆粒偏析，具有廣闊的應用前景！

圖1 不同澆注時間和澆注位置下零件表面三種不同的顆粒濃度

Sigma Engineering研究出了一個新的方法，可以減少金屬粉末注射成型（簡稱MIM）中顆粒的偏析。該公司計劃于今年10月9-13日在德國漢堡舉行的世界PM2016博覽會上向人們展示這項技術。

據該公司的負責人稱，MIM模擬是一項行之有效的工具，因為它能夠準確地預測成形坯成型時的流動和熱影響效應。最近，Sigmasoft虛擬成型軟件已經開發出許多新功能來預測顆粒的偏析情況，而這正是在MIM中人們最關注的焦點之一。

顆粒偏析將引起表面缺陷，一旦成形坯燒結完成，密度的差異將會導致不均勻收縮從而發生翹曲。顆粒偏析主要是由剪切引起的過程驅動的影響。因此，工藝參數和控制在MIM中是至關重要的，此外該公司強調自動優化可用來減少顆粒偏析的出現。

圖1中給出了簡單零件的顆粒濃度圖。現描述如下：（a）左圖澆注時間稍短；（b）中圖模擬的澆注時間較長；（c）右圖表示不同澆注位置下短時間的顆粒濃度。對于每一個變量，偏析圖案都是很不相同的。

顆粒的分布

Sigma公司的首席技術官Timo Gebauer說道，“為了弄清楚該問題，在實驗設計（簡稱DOE）時，模擬各種變量是有意義的。這能幫助我們找出不同邊界條件的相關性，以及其對觀測結果的影響。”

在優化模擬中，平均粒子的分布是我們研究的目標，而在最初研究階段，澆注時間和澆口幾何形狀是變化的。如圖2所示，隨著澆注時間的延長，顆粒濃度差異會減小，在澆口位置給定偏移量的中面部分會達到最小值。

圖2 澆注時間和澆口位置對顆粒濃度梯度的影響（綠色部分是最小梯度，即最佳解決方案）

為了在工業零件和成模具中確保模擬的可行性，研究人員采用了“自動優化”的方法。使用前面描述的類似策略，通過幾個階段的優化，解決了部分問題。這大大減少了得到最優解所必需的計算量。該公司表明，這種方法可以最大程度上減少實際產品的顆粒偏析。

原文鏈接：Sigma develops new approach to MIM.

本文由編輯部張瑩提供素材，彭玉曼編譯，萬鑫浩審核，點我加入材料人編輯部。