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。这是因为喂料性能的好坏不会在混炼过程中体现出来，而是会在后续的注射成形工艺中间接影响注射效果和制品的***终性能。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、***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

影响MIM不锈钢喂料的流动性的三大因素

金属注射成形工艺(简称MIM)是将金属粉末和有机粘结剂经过混炼、造粒成混合料颗粒，再通过注射成形的方式制造成特定性状制品的方法，特别适合于小型、复杂精密金属零件的制造，也得到了相当所的精密零件制造商的认可和使用，在当今金属制品成形领域占有重要地位。2、能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。

    该工艺需要事先准备好注射料，也就是常说的MIM喂料，且对喂料的流变性有着比较苛刻的要求。MIM当前常用的两种喂料是铁基喂料（如Fe2Ni，Fe8Ni）和不锈钢喂料（如SUS316L，SUS630即17-4，SUS304等），随着近年来不锈钢制品的需求越来越大，关于不锈钢喂料的研究也迅速升温。以及常州精研科技股份有限公司，是国内***先上市的MIM企业代表。

    喂料的特性，直接影响后续所有工艺的参数以及成品的品质特性。今天小编就已常用的不锈钢为例为例，和大家一起来看一下生产工艺参数中影响不锈钢喂料流动性的三大因素。

一， 粉末装载量。粉末装载量是一个比值，指的是粉末体积占喂料总体积的百分数。粉末装载量越大，说明喂料中粉末所占的比重越大，此时喂料的粘度增大，流变性相应变差;当粉末装载量变小时，粘结剂所占比重相应变大，此时喂料的粘度减小，流动性转好。但也不是粘结剂越多越好。粉末冶金零件生坯具有适当的强度是必要的，以便压坯从阴模中脱出和将其运送到烧结炉而不会损坏。还要考虑粘结剂的量对后续其他工艺的影响。

二， 剪切速率。在注射成形过程中，不锈钢喂料在高的剪切速率下而流动，所以喂料受到高剪切力发热，发热之后粘度降低，因此流动性强;反之当喂料在低的剪切速率下流动，受到较低的剪切力发热较慢，粘度不会明显降低，流动性也相应比较差。

三， 温度。这里主要指的是注射成形时的注射温度以及进入模腔后的温度。☆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。温度的影响对于不锈钢喂料来讲是个加热的过程，温度通过对着喂料粘度的影响而影响其流动性，当温度升高时，喂料的粘度会变小，相应的流动性变强，当温度降低时，喂料粘度变大，流动性也会比较差

粉末微注射成形技术

近年来，微系统技术在各个领域的发展非常迅速，同时也对应用于微型工程中的三维微型复杂元器件的制造提出了更高的要求，希望微型器件在具备满足使用要求性能的同时，能够实现规模化生产。微系统中主要的元器件包括微型模具、用于传感器和jia速器上的微型机械结构、生物传感器、微型流体元件、微型反应器等。这些元器件形状复杂、体积微小，采用现有的微型加工技术如微型切削、激光切削、硅刻蚀技术等，生产效率低，无法开展大规模生产，而近年来在粉末注射成形基础上发展起来的粉末微注射成形工艺为实现微型元器件规模化生产提供了zui具潜力的制备技术。PVD原理示意图工艺流程:PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束，冷却出炉→后处理（抛光、AFP）。

　　粉末微注射成形技术是指针对尺寸小于1微米的零件在传统粉末注射成形技术基础上所开发的一种成形技术，主要应用于连续制造具有微观结构表面与微型结构的零件，其基本工艺步骤与传统的粉末注射成形基本相同，所制备零件的表面质量与孔隙度可通过选择原始粉末与适宜的烧结条件来控制。与传统粉末注射成形不同的是，粉末微注射成形为了便于制造微小结构，所选择的粉末平均粒径一般小于1~2微米;其次，由于粉末比表面积增大，需要粘度较低但有足够强度的粘结剂，以利于微注射成形并避免生坯件脱模时损坏。另外，为了防止变形、裂纹及气泡的产生，微注射成形技术对脱脂和烧结的工艺条件更加苛刻。捏合机是由一对互相配合和旋转的叶片（通常呈Z形）所产生强烈剪切作用而使半干状态的或橡胶状粘稠塑料材料能使物料迅速反应从而获得均匀混合搅拌的设备。

　　目前，国际上开展该技术研究的主要国家有德国、日本、新加坡、美国和英国。其中，德国开展并取得了突出的成果。国内的北京科技大学、中南大学以及大连理工大学也在该领域进行了一系列研究工作。有趣的是，MIM却影响了大行业，卡托曾经于2012~2016采用MIM来制作的”爆品”零件，那是影响了数十亿用户啊。如北京科技大学研制了具有自主知识产权、适用于传统注射成形机的粉末微注射成形用模具;并以羰ji铁粉和铁镍合金粉为原料，在传统注射成形机上成功实现了粉末微注射成形齿顶圆直径小于1毫米的微型齿轮。