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。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。

    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。捏合机主要由捏合部分、机座部分、液压系统、传动系统、真空系统和电控系统等六大部分组成。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。

    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。当使清洁的金属表面相互接触时，由于它们之间的接触面积小，从而它们之间的黏着力小。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。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。工艺流程：上件→静电除尘→喷涂→低温流平→烘烤技术特点：优点：1、颜色丰富，高光、哑光可选。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。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

不锈钢喂料生产之混炼时的粘结剂与粉末的选择及重要性

金属喂料的生产是金属注射成形行业不可或缺的组成部分，因为工艺技术要求注射原料必须为一定大小的均匀颗粒，而不能直接使用粉末。因此，喂料生产对整个行业来讲非常必要。21世纪后，MIM工艺进一步得到改进，新材料、新工艺不断涌现，产业化发展迅速。目前大部分金属喂料都有***的供应商，有些比较有实力的大型工艺使用商也在喂料生产领域积极探索，试图降低生产成本的同时生产出适合更多适合自身生产需要的喂料。说到喂料生产就不得不提混炼，混炼是喂料生产的***步，它是使金属粉末表面包覆一层粘结剂，使得金属粉末和粘结剂组成均匀一致混合料的过程。业内人士都知道混炼对喂料生产很重要，但却并不是所有人都能系统知道哪些因素会影响到混炼效果，今天小编就和大家一起从粉末与粘结剂配比和加料顺序的角度了解一下。

为什么要重视金属粉末与粘结剂的配比呢?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。在进行混炼时就要考虑到注射成形的难易程度和脱粘后的变形情况。

首先要确定金属粉末和粘结剂的搭配比例，当粘结剂比例过大时，会减小喂料的粘度，使金属粉末颗粒间的接触减弱，造成后续脱除粘结剂时变形严重或坍塌;粘结剂比例过小时，喂料的粘度虽然提高，但是容易形成空隙，不容易注射，而且脱粘后制品容易裂纹或开裂。电解抛光其长处是镜面光泽维持长,工艺稳固,污染少,本钱低,防腐性好。

对于不同的金属粉末，其混炼时选择的粘结剂种类也不同，配比自然也不同。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。一般要按照粘结剂和粉末密度算出其质量比，按照这个比例来进行配比。有些人还试图在喂料生产时加入表面活性剂，实验表明这会降低粘结剂对粉末的湿润性，减少粘结剂的使用量，进而提高金属喂料中金属粉末的装载量。

对于混炼时粉末和粘结剂的加入顺序也有比较严格的规定，加料的顺序一般是先加入高熔点组元熔化，然后降温，加入低熔点组元，然后分批加入金属粉末。这样能防止低熔点组元的气化或分解，分批加入金属粉可防止降温太快而导致的扭矩急增，减少设备损失。

综上，金属喂料生产的重要环节是混炼，而影响混炼效果的主要因素是粘结剂和金属粉末的配比和加入顺序，因此进行科学配比和加料对金属喂料的生产至关重要。

我国粉末冶金行业集中度高

根据中国粉末冶金协会统计的数据，34家国内大中型粉末冶金生产企业(占53 家企业数量的64%)的累计产量长期占53家企业生产产量的占比高达85%，其中大多数汽车粉末冶金零部件生产商集中在这34 家企业中。马氏体转变速度极快，转变时体积产生膨胀，在钢丝内部形成很大的内应力，所以淬火后的钢丝需要及时回火，防止应力开裂。过去十年，受益于汽车产量的增长，汽车用粉末冶金零部件需求也呈现快速增长的态势。未来，除了汽车行业本身的增长，粉末冶金零件需求也将受益于进口替代和对机加工零件替代的双重替代，单车的粉末冶金用量将明显提升，保障传统汽车粉末冶金零部件的需求将保持平稳增长。

　　从行业趋势来看，进入2008 年以后，由于价格的优势，世界粉末冶金的生产中心逐步往中国转移，日本本土的产量出现了明显的下降。步骤如下﹕1使表面粗糙度达到一定要求﹐可通过表面磨光﹐抛光等工艺方法来实现。根据中国粉末冶金协会的统计，以34 家粉末冶金企业产量为基数，2009/2010/2011 车用粉末冶金的单车用量分别为3.1/3.6/3.76kg/辆，用量增长趋势明显，在经历了2012 年短暂的下滑后，2013年又重回3.71kg/辆的水平。产业信息网认为，考虑到车辆节能、轻量化及产品精度化的诉求，伴随未来中国粉末冶金生产企业规模做大，技术加强和依旧强劲的成本优势，车用粉末冶金零件进口替代趋势下的需求增长仍将持续发生

荷兰公司用金属3D打印制造超级摩托车电机冷却

荷兰超级摩托车制造商Electric Superbike Twente与金属3D打印公司K3D合作，为其电动自行车的电机生产新的冷却外壳。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。这是Electric Superbike Twente使用的一款3D打印金属组件，在此前的产品开发中，他们意识到使用传统技术生产的电机冷却外壳并不适合***摩托车，因此双方在设计第二辆电动摩托车后不久就开始合作。

传统制造的局限性

超级摩托车团队的技术经理Feitse Krekt 评论说：“首辆超级摩托车的冷却外壳由多个部件组成，这些部件使用传统的生产方法，如车削和铣削，很难生产。对于这些生产方法，需要大量的材料，因此***终产品变得非常沉重。化学抛光是让材料在化学介质中外表宏观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。而且另外一个问题是，由于车削过程，壁厚需要高于常规，我们无法尽可能***地冷却电动机。所以，电机的功率低于预期，有时需要放慢速度以使电动机不会过热。”

因此，超级摩托车决定联系K3D，K3D是荷兰一家从Additive Industries购买了MetalFab1 金属3D打印机的公司，自2016年以来已生产超过35,000种产品。

△用于生产冷却外壳的MetalFab1 3D金属打印机

K3D的***技术官Jaap Bulsink解释说，使用K3D生产的部件使他们能够享受传统制造技术无法提供的设计自由，“由于采用薄壁设计，内部通道具有zui佳的冷却性能，只有金属3D打印才能实现***设计自由度。铁碳合金的基本组织①奥氏体：碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。重要的是，该部件的设计重量***轻。该部件打印非常准确，无需任何后处理即可直接使用。”

这不是3D打印初次用于制造电动摩托车。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。总部位于德国的BigRep已经制造出功能齐全的3D打印电动摩托车，但该自行车仅用于设计目的，目前还不是一种可行的商业产品。另外，宝马今年早些时候推出了3D打印概念车架，用于BMW S1000RR运动自行车。

电动超级摩托车目前正在组装，之后将于2019年5月24日在荷兰恩斯赫德进行测试并***终曝光。