金屬粉末注射成形-MIM工藝介紹

MIM(金屬粉末注射成形)產品的特點

復雜性

MIM(金屬粉末注射成形)和注塑成形一樣，形狀設計沒有限制。由于MIM是一個成形過程，附加的產品特性不會增加成本，這使得MIM成為將獨立零件組合成多功能的產品的理想途徑。MIM設計規則同注塑成型非常接近，從而適用于幾乎所有產品。

精密性

MIM（金屬粉末注射成形4）凈成形精度的參考設計通常是尺寸的±0.5%。某些特性凈成形能達到±0.3%。如同其它技術一樣，精度要求越高成本越高，因此在質量允許情況下鼓勵適度放寬公差要求。MIM一次成形無法達到的公差可以借助表面處理實現。

重量和尺寸

MIM特別適合重量小于100克的零部件，少于50克是最經濟的。然而，重量達250克的零部件也可以處理。MIM工藝的主要成本是原材料，因此MIM通過新技術來盡可能減少零部件的重量。同塑料產品一樣，可以在不影響產品完整性的條件下，通過內核和支架來減少零部件的重量。MIM在極小和微型零部件方面表現突出，重量小于0.1克也是可行的。重量不是限制因素，長度超過250mm的產品也能被處理。

薄型化

小于6毫米的壁厚對于MIM是最適合的。較厚的外壁也可以，但是成本會由于處理時間長和增加額外材料而增加。另外，低于0.5mm的極薄壁對MIM也是能實現，但對設計有很高的要求。

產量

MIM是彈性較大的工藝，年需求量幾千到幾百萬的產量能夠非常經濟地實現。和鑄造件、注塑件一樣，MIM需要客戶投資模具和工具費用，所以對小批量的產品而言，通常會影響到成本估算。

原料

MIM能處理很多材料，包括鐵合金、超級合金、鈦合金、銅合金、耐火金屬、硬質合金、陶瓷和金屬基復合材料。雖然有色合金鋁和銅在技術上是可行的，但是通常由其他更經濟的方式進行處理，如壓鑄或機加工。

MIM的工藝流程

MIM工藝流程結合了注塑成形設計的靈活性和精密金屬的高強度和整體性，來實現極度復雜幾何部件的低成本解決方案。MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成形、脫脂和燒結）來實現零部件的生產，針對產品特性決定是否需要進行表面處理。

混合

顆粒低于20μ的精細金屬粉末和熱塑性塑料、石蠟粘結劑按照精確比例進行混合。金屬粉末和粘結劑的體積約為60:40?；旌线^程在一個專門的混合設備中進行，加熱到一定的溫度使粘結劑熔化。大部分情況使用機械進行混合，直到金屬粉末顆粒均勻地涂上粘結劑冷卻后，形成顆粒狀（稱為原料），這些顆粒能夠被注入模腔。

成形

注射成形的設備和技術與注塑成型是相似的。顆粒狀的原料被送入機器加熱并在高壓下注入模腔 這個環節形成（green part）冷卻后脫模只有在大約200°c的條件下使粘結劑熔化 （與金屬粉末充分融合），上述整個過程才能進行 模具可以設計為多腔以提高生產率。模腔尺寸設計要比金屬部件20%來補償燒結過程中產生的收縮。每種材料的收縮變化是精確的、已知的。

脫脂

脫脂是將成形部件中粘結劑去除的過程。這個過程通常分幾個步驟完成。絕大部分的粘結劑是在燒結前去除的，殘留的部分能夠支撐部件進入燒結爐。脫脂可以通過多種方法完成，最常用的是溶劑萃取法。脫脂后的部件具有半滲透性，殘留的粘結劑在燒結時很容易被揮發。

燒結

經過脫脂的部件被放進高溫、高壓控制的熔爐中。該部件在氣體的保護下被緩慢加熱，以去除殘留的的粘合劑。粘結劑被完全清除后，該部件就會被加熱到很高的溫度，顆粒之間的空隙由于顆粒的融合而消失。該部件定向收縮到其設計尺寸并轉變為一個致密的固體。對于大多數的材料，典型的燒結密度理論上大于97%。高燒結密度使得產品性能與鍛造材料相似。

表面處理

根據具體需求，有些部件燒結后可能需要進行表面處理。熱處理可以提高金屬物理性能。電鍍、涂裝可以應用于高密度材料。提供焊接或冷卻處理技術。

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