MIM金属注射成型工艺

MIM工艺介绍与对比

一、MIM概念及工艺流程

金属粉末注射成形是传统粉末冶金技术与塑料注射成形技术相结合的高新技术，是小型复杂零部件成形工艺的一场革命。由于压制和模具上的原因，一般不适宜生产蜗轮、人字形齿轮和螺旋角大于35°的斜齿轮。它将适用的技术粉末与粘合剂均匀混合成具有流变性的喂料，在注射机上注射成形，获得的毛坯经脱脂处理后烧结致密化为成品，必要时还可以进行后处理

生产工艺流程如下

配料→混炼→造粒→注射成形→化学萃取→高温脱粘→烧结→后处理→成品

二、MIM技术特点

金属粉末注射成形结合了粉末冶金与塑料注射成形两大技术的优点，突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制，同时利用塑料注射成形技术能大批量、高效率生产具有复杂形状的零件：如各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、键销、加强筋板，表面滚花等

·MIM技术的优点

a.直接成形几何形状复杂的零件，通常重量0.1~200g

b.表面光洁度好、精度高，典型公差为±0.05mm

c.合金化灵活性好，材料适用范围广，制品致密度达95%~99%，内部组织均匀，无内应力和偏析

d.生产自动化程度高，无污染，可实现连续大批量清洁生产

MIM产品典型应用领域

航空航天业：机翼铰链、火箭喷嘴、涡轮叶片芯子等

汽车业：安全气囊组件、点火控制锁部件、涡轮增压器转子、座椅部件、刹车装置部件等

电子业：磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子封装件、手机振子、计算机打印头等

日用品：表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、缝纫机零件、电动玩具零件等

机械行业：异形铣刀、切削工具、电动工具部件、微型齿轮、铰链等

医学行业：牙矫形架、剪刀、镊子、手术刀等

六、适合材质

不锈钢 Fe合金 Fe-Ni-Co 合金钨 钛合金 工具钢 高速钢 硬质合金 氧化铝 氧化锆

金属粉末冶金中的烧结气氛相关

金属粉末冶金是一种利用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结制成金属或合金零部件的技术。运用该技术可直接生产多孔、半致密或全致密的材料和制品，因此应用十分广泛。在金属粉末冶金制品烧结中，烧结气氛是影响烧结制品性能的重要因素之一。施加压力使接触面积增大，不管颗粒形状和表面粗糙度如何，这种接触面积大体上正比于施加的压力。粉末烧结气氛是指粉末冶金制品在烧结时，烧结炉内的实际气氛，常用的烧结气氛主要有保护气氛、可控气氛和空气。下面我们就一起来了解一下：

一、保护气氛：保护气氛分为还原性气氛和中性气氛，还原性气氛又分为氢气和分解氨。在烧结过程中，保护气氛的主要作用是保护烧结制品不被氧化。

氢气在一定的温度条件下具有很强的渗透性，是一种化学活性较强的可燃性无毒气体，常在钨、硬质合金、不锈钢等难熔粉末冶金制品的烧结中作为保护气氛;

分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体，在粉末冶金中即可作为还原剂，也用来作为烧结气氛，除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外，大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。

中性气氛：中性气氛主要包括氮气、氨气和真空，真空烧结能够避免气氛中的有害成分对粉末冶金零件造成污染等不利影响。

二、可控气氛：这类气氛分为放热型(不需要从外部供热)和吸热型气氛(需要从外部供热)，都由碳氢化合物转化而成。

放热型可用于控制粉末冶金（含注射成形）烧结制品中的碳含量控制，分为淡型和浓型气氛，淡型放热气氛的碳势很低，用作低碳钢、铜制品的烧结时，只用作无氧化加热;浓型放热气氛的碳势较高一些，可用作防止粉末冶金铁基、铜基零件的的氧化和减少铁基零件的脱碳。☆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，MIMZui有吸引力。

吸热型气氛与放热型气氛相比较，是一种还原性更强、碳势更高的可控气氛，在粉末冶金中主要用于铁基零件和铜基零件烧结时作保护气氛，有时也作为渗碳剂使用。

三、空气气氛：这种烧结气氛主要是在烧结炉内通过一定空气气体，也可以看作是在常压状态下烧结，一般在金属复合材料和陶瓷材料的烧结制品中应用

选择MIM技术的主要准则

日本、美国及欧洲的金属注射成形协会联合发布ISO标准-ISO22068烧结金属注射成形材料规范，意在于为设计与材料工程师提供用MIM工艺制造的零件规定的材料所需要的资料。关于选择MIM工艺准则，确定有下列一些主要事项需要考虑：

☆质量/大量

对于在切削加工或磨削加工中材料损耗大的零件，MIM在降低生产成本上极有效。

☆数量

模具与创建费用对于低产量是难以承受的。因此，当年产量超过20000件时，对于MIM合适。

☆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，MIMZui有吸引力。

☆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。

☆使用性能

如果使用性能很重要，则MIM的高密度形成的性能经常都有竞争力。

☆表面粗糙度

表面粗糙度反应了粉末颗粒的大小，然而不像其他竞争的工艺，可控的织构可能对成本没有什么影响。

☆公差

如果要求的公差紧密时，由于需要后续加工，MIM的成本趋向于增加，烧结件的公差大概在±0.3%。

☆组合

为了节省库存与组装费用，当讲多个零件团结为一个零件时，可以受益。

☆缺陷

必须使MIM固有的缺陷处于非关键位置，或制造成形后除去例如浇口印迹、提模杆标记或接合线等。

☆新型组合材料

MIM可制造出用传统工艺难以制造的新型组合材料，例如叠片的、两种材料结构的或耐磨耗用的混合的金属-陶瓷材料。