MIM金屬注射成型工藝

MIM工藝介紹與對比

一、MIM概念及工藝流程

金屬粉末注射成形是傳統(tǒng)粉末冶金技術與塑料注射成形技術相結合的高新技術，是小型復雜零部件成形工藝的一場革命。☆使用性能如果使用性能很重要，則MIM的高密度形成的性能經常都有競爭力。它將適用的技術粉末與粘合劑均勻混合成具有流變性的喂料，在注射機上注射成形，獲得的毛坯經脫脂處理后燒結致密化為成品，必要時還可以進行后處理

生產工藝流程如下

配料→混煉→造?！⑸涑尚巍瘜W萃取→高溫脫粘→燒結→后處理→成品

二、MIM技術特點

金屬粉末注射成形結合了粉末冶金與塑料注射成形兩大技術的優(yōu)點，突破了傳統(tǒng)金屬粉末模壓成形工藝在產品形狀上的限制，同時利用塑料注射成形技術能大批量、高效率生產具有復雜形狀的零件：如各種外部切槽、外螺紋、錐形外表面、交叉通孔、盲孔、凹臺、鍵銷、加強筋板，表面滾花等

·MIM技術的優(yōu)點

a.直接成形幾何形狀復雜的零件，通常重量0.1~200g

b.表面光潔度好、精度高，典型公差為±0.05mm

c.合金化靈活性好，材料適用范圍廣，制品致密度達95%~99%，內部組織均勻，無內應力和偏析

d.生產自動化程度高，無污染，可實現(xiàn)連續(xù)大批量清潔生產

MIM產品典型應用領域

航空航天業(yè)：機翼鉸鏈、火箭噴嘴、渦輪葉片芯子等

汽車業(yè)：安全氣囊組件、點火控制鎖部件、渦輪增壓器轉子、座椅部件、剎車裝置部件等

電子業(yè)：磁盤驅動器部件、電纜連接器、電子封裝件、手機振子、計算機打印頭等

日用品：表殼、表帶、表扣、高爾夫球頭和球座、縫紉機零件、電動玩具零件等

機械行業(yè)：異形銑刀、切削工具、電動工具部件、微型齒輪、鉸鏈等

醫(yī)學行業(yè)：牙矯形架、剪刀、鑷子、手術刀等

六、適合材質

不銹鋼 Fe合金 Fe-Ni-Co 合金鎢 鈦合金 工具鋼 高速鋼 硬質合金 氧化鋁 氧化鋯

金屬粉末冶金中的燒結氣氛相關

金屬粉末冶金是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結制成金屬或合金零部件的技術。運用該技術可直接生產多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此應用十分廣泛。理論上，顆粒越細，比表面積也越大，易于成型和燒結傳統(tǒng)的粉末冶金則采用大于40μm的較粗的粉末，傳統(tǒng)壓鑄成形強度低、精密鑄造無法大量量產、車削件成本較高等技術缺點。在金屬粉末冶金制品燒結中，燒結氣氛是影響燒結制品性能的重要因素之一。粉末燒結氣氛是指粉末冶金制品在燒結時，燒結爐內的實際氣氛，常用的燒結氣氛主要有保護氣氛、可控氣氛和空氣。下面我們就一起來了解一下：

一、保護氣氛：保護氣氛分為還原性氣氛和中性氣氛，還原性氣氛又分為氫氣和分解氨。在燒結過程中，保護氣氛的主要作用是保護燒結制品不被氧化。

氫氣在一定的溫度條件下具有很強的滲透性，是一種化學活性較強的可燃性無毒氣體，常在鎢、硬質合金、不銹鋼等難熔粉末冶金制品的燒結中作為保護氣氛;

分解氨是液氨經熱分解后獲得的由氫和氮組合的混合氣體，在粉末冶金中即可作為還原劑，也用來作為燒結氣氛，除了某些含有氮成分的制品因與該氣氛產生化學反應不能采用這種氣氛燒結以外，大多數(shù)的金屬都可采用這種氣氛來燒結。

中性氣氛：中性氣氛主要包括氮氣、氨氣和真空，真空燒結能夠避免氣氛中的有害成分對粉末冶金零件造成污染等不利影響。

二、可控氣氛：這類氣氛分為放熱型(不需要從外部供熱)和吸熱型氣氛(需要從外部供熱)，都由碳氫化合物轉化而成。

放熱型可用于控制粉末冶金（含注射成形）燒結制品中的碳含量控制，分為淡型和濃型氣氛，淡型放熱氣氛的碳勢很低，用作低碳鋼、銅制品的燒結時，只用作無氧化加熱;濃型放熱氣氛的碳勢較高一些，可用作防止粉末冶金鐵基、銅基零件的的氧化和減少鐵基零件的脫碳。69%，熔點約為1227度，晶體結構復雜，硬度很高，脆性極大，幾乎沒有塑性。

吸熱型氣氛與放熱型氣氛相比較，是一種還原性更強、碳勢更高的可控氣氛，在粉末冶金中主要用于鐵基零件和銅基零件燒結時作保護氣氛，有時也作為滲碳劑使用。

三、空氣氣氛：這種燒結氣氛主要是在燒結爐內通過一定空氣氣體，也可以看作是在常壓狀態(tài)下燒結，一般在金屬復合材料和陶瓷材料的燒結制品中應用

粉末微注射成形技術

近年來，微系統(tǒng)技術在各個領域的發(fā)展非常迅速，同時也對應用于微型工程中的三維微型復雜元器件的制造提出了更高的要求，希望微型器件在具備滿足使用要求性能的同時，能夠實現(xiàn)規(guī)?；a。微系統(tǒng)中主要的元器件包括微型模具、用于傳感器和jia速器上的微型機械結構、生物傳感器、微型流體元件、微型反應器等。這些元器件形狀復雜、體積微小，采用現(xiàn)有的微型加工技術如微型切削、激光切削、硅刻蝕技術等，生產效率低，無法開展大規(guī)模生產，而近年來在粉末注射成形基礎上發(fā)展起來的粉末微注射成形工藝為實現(xiàn)微型元器件規(guī)模化生產提供了zui具潛力的制備技術。綜上，金屬喂料生產的重要環(huán)節(jié)是混煉，而影響混煉效果的主要因素是粘結劑和金屬粉末的配比和加入順序，因此進行科學配比和加料對金屬喂料的生產至關重要。

　　粉末微注射成形技術是指針對尺寸小于1微米的零件在傳統(tǒng)粉末注射成形技術基礎上所開發(fā)的一種成形技術，主要應用于連續(xù)制造具有微觀結構表面與微型結構的零件，其基本工藝步驟與傳統(tǒng)的粉末注射成形基本相同，所制備零件的表面質量與孔隙度可通過選擇原始粉末與適宜的燒結條件來控制。與傳統(tǒng)粉末注射成形不同的是，粉末微注射成形為了便于制造微小結構，所選擇的粉末平均粒徑一般小于1~2微米;其次，由于粉末比表面積增大，需要粘度較低但有足夠強度的粘結劑，以利于微注射成形并避免生坯件脫模時損壞。另外，為了防止變形、裂紋及氣泡的產生，微注射成形技術對脫脂和燒結的工藝條件更加苛刻。為了達到表面光潔度（有的產品甚至要求達到鏡面效果，如蘋果的Logo產品）和去毛刺的要求，往往都會增加研磨、拋光、噴砂等表面處理工藝。

　　目前，國際上開展該技術研究的主要國家有德國、日本、新加坡、美國和英國。其中，德國開展并取得了突出的成果。國內的北京科技大學、中南大學以及大連理工大學也在該領域進行了一系列研究工作。如北京科技大學研制了具有自主知識產權、適用于傳統(tǒng)注射成形機的粉末微注射成形用模具;并以羰ji鐵粉和鐵鎳合金粉為原料，在傳統(tǒng)注射成形機上成功實現(xiàn)了粉末微注射成形齒頂圓直徑小于1毫米的微型齒輪。因此，國際上普遍認為該技術的發(fā)展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命，被譽為“當今最熱門的零部件成形技術”和“21世紀的成形技術”。