MIM2018新材料的方向

发布时间:2018-03-08 08:06:32 作者: 收藏
本文来源:粉末成型圈微信公众号,作者:邱耀弘博士
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2018年初的国内春节假期来临,Dr. Q终于有了一些空档来研究MIM产品的新方向,看看有那些可能的材料,能够由产品的需求带动,让MIM出现更好的机会。我来举一个例子,相信各位应该对17-4PH(美国ASTM牌号)这支不锈钢不陌生吧?但是各位读者却不知道2012年之前,这支俗称沉淀硬化不锈钢的材料,在MIM业界却乏人问津,如果不是美国苹果公司的需求带动之下,17-4PH也不会是当今MIM的王牌材料的前二名(另一支是316L),甚至因为它所拥有很多不同区间的硬度变化,应用层面相当的广泛而改变世人对MIM产业的看法。

Q认为MIM零件会逐渐向磁和耐热性能扩大版图,在未来几年就是MIM零件发展重点。那么,一起来看看Dr. Q的预测如表1,大家是否认同呢?


表1、 MIM新材料2018的预测

材料名称

特色

售价趋势

国产化可行

ASTM-F75

无磁性

耐严苛的环境如植入人体、高温耐热环境以及强度高

通常用于耐磨、燃气涡轮零件以及人体植入物的活动频繁之关节

目前被苹果手机用于摄像头圈强化部位,能见度高

高于每公斤400元

由于电动汽车、智能手机的锂钴需求,钴的售价水涨船高

全球钴矿源稀少,未来涨价机会大增

国内厂商都能喷制

利德

安泰霸州

中泰

龙鼎

恒基

悦安微特

广州有色院

骅骝

天智

P.A.N.A.C.E.A.

热处理到位后无磁性

无镍释放,非常适合植入人体之关节零件

目前被华为手机用于摄像头圈强化部位,能见度高

铁基材料,价格合理、矿源丰富

比重也相对接近常态使用铁金属,比镍基/钴基/铜基合金轻

价位远低于上述,也低于钛基合金

价格优势对于未来应用将上升

目前BASF已降至每公斤300元

HK30/310N

耐热与抗温度冲击

汽车发动机与涡轮增压零件需求,中国成为世界第一大汽车制造国驱使需求国产化

铁基材料有价格优势

目前在每公斤约200元,未来量大趋势可望下探

 

以下,Dr. Q就分为三大部分来做说明:



 

第1部分 ASTMF-F75 钴铬钼合金

 

三年前的2016年,美国苹果公司请台湾大学黄坤祥教授研究以几支无磁性的材料以作为手机上的特殊零件,而原本仅被应用在医疗植入物的神秘材料ASTM-F75就浮出台面成为MIM材料最新的明星,被应用在苹果手机的镜头圈部位。因此大家都在问,ASTM-F75是什么材料?是什么样的性质让ASTM-F75得以被最高端手机制造公司看上?

 

1.1新材料设计要求


  • 材料应用的零件 - 手机高速变焦镜头圈保护壳;

  • 无磁性,如同锌合金或是钛合金;

  • 不生锈就像不锈钢316L等级;

  • 必须能使用MIM注射与烧结技术,取代板金冲压焊接(有缝造成电磁波泄漏、两倍厚度位置空间不足、焊点凸包与脱落问题等);

  • 高强度,可热处理并满足HRC35以上,以确保平整度;

  • 价位能合理,没有专利限制的问题。

 

当客户提出如上要求,尤其是强调有没有能够采用粉末注射成形,烧结后完全不带磁性(如铝、铜或钛),又能够有高强度、耐腐蚀以及合理价位的金属呢?原来,这些要求被提出后,熟悉粉末冶金材料的黄坤祥教授便协助客户搜寻,在ASTM的材料库大家注意到Stellite 6是钴铬钨(CoCrW)以钨为主添加,ASTM-F75则是以钼为添加剂中找到这样一支材料,F-75 是CoCrMo合金的粉末牌号。在一般金属市场上,司太立(Stellite)合金是常见的块材规格品,所以Dr. Q就不难找到并理解这支材料,ASTM-F75是人工合成的系列材料,其中以Stellite 6最接近电子行业的要求,不过请(Mo)取代了钨(W)。各位读者可以在网上以Stellite为关键字搜寻,就会看到许多的资料。

 

1.2 ASTM-F75发展现况

 

1.2.1钴的用量越发变大但价格飙升

 

钴一直是制造轮胎、磁铁及智能手机的基础原料之一。如今,钴甚至与锂、铜一样,成为最新一个受益于电动汽车与智能手机高速发展极需电池而不可或缺的原材料。根据Benchmark Mineral Intelligence的数据,在去年交易(2017)的钴原料中,略超过一半以上都流向了可充电重复使用之电池行业;与之相比,在2006年的比例仅为20%,主要还是行业的成长造成比例的变异,钴在能源行业就很吃香。钴价已升至自2008年以来最高水平。今年该金属价格已上涨超过55,500美元/吨,而且没有停歇。