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金屬注射成型（MIM）解決方案大全

來(lái)源：鑫臺銘時(shí)間：2020-04-25 10:41瀏覽次數：- | 分享加入收藏

1、MIM概述

MIM即（Metal Injection Molding）是金屬注射成型的簡(jiǎn)稱(chēng)，MIM是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)行制粒再注射成形所需要的形狀。

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

2、金屬注射成形（MIM）生產(chǎn)工藝與應用概要

MIM工藝制造流程一般包括：混煉造粒、注塑成型、脫脂、燒結以及二次處理等。

（1）MIM工藝主要技術(shù)特點(diǎn)：

1、適合各種粉末材料的成形，產(chǎn)品應用十分廣泛；

2、原材料利用率高，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，適合連續大批量生產(chǎn)。

3、能直接成形幾何形狀復雜的小型零件（0.03g～200g）；

4、零件尺寸精度高（±0.1%～±0.5%），表面光潔度好（粗糙度1～5μm）；

5、產(chǎn)品相對密度高（95～100%），組織均勻，性能優(yōu)異；

（2）MIM件的常用幾種表面處理工藝

拋光處理

利用機械、化學(xué)或電化學(xué)的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工。

電鍍處理

利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著(zhù)一層金屬膜的工藝。電鍍可以起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等）及增進(jìn)美觀(guān)等作用。

PVD處理

利用物理過(guò)程實(shí)現物質(zhì)轉移，將原子或分子由源轉移到基材表面上的過(guò)程。它的作用是可以使某些有特殊性能（強度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等）的微粒噴涂在性能較低的母體上，使得母體具有更好的性能。

發(fā)黑處理

使金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜，以隔絕空氣，達到防銹目的，是很常用的一種化學(xué)處理手段。外觀(guān)要求不高時(shí)可以采用發(fā)黑處理，發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。

磷化處理

是一種化學(xué)與電化學(xué)反應形成磷酸鹽膜的過(guò)程。磷化的目的主要是：

1）給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；

2）用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著(zhù)力與防腐蝕能力。

噴涂處理

通過(guò)噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。

總之：

1）拋光、磷化主要是預處理，為其他后處理做準備；

2）電鍍、PVD是應用較多的兩類(lèi)處理技術(shù)；

3）發(fā)黑和噴涂會(huì )對制品表面會(huì )有較大的改變，更適合于大型工件。

（3）適用材料及應用領(lǐng)域：

MIM應用極其廣泛，包括日常生活用品，諸如汽車(chē)、航空航天工業(yè)、軍工業(yè)、手機、手表、醫療、家用器具、照相機及裝有MIM零件的電動(dòng)工具等。MIM技術(shù)可適用于任何能制成粉末的材料，目前應用的MIM材料體系主要有：

不銹鋼、鐵基合金、磁性材料、鎢合金、硬質(zhì)合金、精細陶瓷等系列。

3、從MIM的工藝本質(zhì)分析，是目前最適合于大批量生產(chǎn)高熔點(diǎn)材料，高強度、復雜形狀零件的工藝，其優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：

（1）MIM可以成型三維形狀復雜的各種金屬材料零件（只要這種材料能被制成細粉）。零件各部位的密度和性能一致，既各向同性。為零件設計提供了較大的自由度。

（2）MIM能最大限度制得接近最終形狀的零件，尺寸精度較高。

（3）即使是固相燒結，MIM制品的相對密度可達95%以上，其性能可與鍛造材料相媲美。特別是動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)良。

（4）粉末冶金（PM）的自動(dòng)模壓機的價(jià)格比注射成型機要高數倍。MIM可方便地采用一模多腔模具，成型效率高，模具使用壽命長(cháng)，更換調整模具方便快捷。

（5）注射料可反復使用，材料利用率達98%以上。

（6）產(chǎn)品轉向快。生產(chǎn)靈活性大，新產(chǎn)品從設計到投產(chǎn)時(shí)間短。

（7）MIM特別適合于大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品性能一致性好。如果生產(chǎn)的零件選擇適當，數量大，可取得較高的經(jīng)濟效益。

（8）MIM所用材料范圍寬，應用領(lǐng)域廣闊?？捎糜谧⑸涑尚偷牟牧戏浅V泛，如碳鋼、合金鋼、工具鋼、難熔合金、硬質(zhì)合金、高比重合金等。

4、MIM設備

根據MIM的加工工藝流程來(lái)看，MIM涉及的設備有混煉造粒一體機、MIM專(zhuān)用注塑機、脫脂爐、燒結爐和多種檢測、二次加工設備等多種設備。

5、MIM全制程各工序成本分析

MIM適用的材料主要有：Fe合金、Fe-Ni合金、不銹鋼、W合金、Ti合金、Si-Fe合金、硬質(zhì)合金、永磁合金及氧化鋁、氮化硅、氧化鋯等陶瓷材料。

MIM加工工序較長(cháng)，能加工的材料眾多，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果通過(guò)科學(xué)的分析能知道哪幾個(gè)工序成本最高，對這些工序重點(diǎn)改進(jìn)以提高效率、良率，就能有效增加利潤，從而提高企業(yè)自身的競爭力，尤其在當下中國經(jīng)濟進(jìn)入新常態(tài)下的形勢下，對企業(yè)顯得尤為重要。

對于過(guò)硬、過(guò)脆難以切削的材料或幾何形狀復雜、鑄造時(shí)原料有偏析或污染的零件，采用MIM工藝可大幅度節約成本。

MIM的行業(yè)人士都清楚，通常，脫脂、注塑、模具損耗為3個(gè)成本較低的3個(gè)地方，3個(gè)加起來(lái)也不過(guò)是總量的10%~15%，僅不到后處理的1/3?。ó斎桓鶕煌漠a(chǎn)品會(huì )有不同的差異）。

6、MIM工藝應用

（1）、汽車(chē)用零件：安全氣囊用零件、汽車(chē)鎖用零件、安全帶用零件、汽車(chē)車(chē)門(mén)升降系統、小齒輪、汽車(chē)用空調系統小零件、剎車(chē)系統中齒條等，供油系統中的傳感器中的小零件；

（2）、軍用零件：槍支零件、彈用零件、引信用零件；

（3）、計算機及IT行業(yè)：如手機卡托、手機結構件、打印機零件、磁芯、撞針軸銷(xiāo)、驅動(dòng)零件、光通信陶瓷插頭；

（4）、工具：如鉆頭、刀頭、噴嘴、螺旋銑刀、汽動(dòng)工具、漁具用的零件等；

（5）、家用器具：如表殼、表鏈、電動(dòng)牙刷、剪刀、高爾夫球頭、珠寶鏈環(huán)、刃具刀頭等零部件；

（6）、醫療機械用零件：如牙矯形架、剪刀、鑷子；

（7）、電氣用零件：微型馬達、傳感器件；

（8）、機械用零件：如紡織機、卷邊機、辦公機械用零件等。

7、MIM的難點(diǎn)

（1）控制零件尺寸精度

金屬注射成形件的精度比傳統粉末冶金方法所達到的精度還有一定的距距。在精度方面尚有改進(jìn)的余地，主要是通過(guò)精細的工藝過(guò)程控制，有時(shí)采用二次加工，像機加工、熱處理與拋光等。

（2）降低生產(chǎn)成本

利用優(yōu)化生產(chǎn)工藝、標準化作業(yè)、回收廢料等措施節省成本。

8、MIM未來(lái)發(fā)展方向

雖然MIM正引起人們越來(lái)越大的關(guān)注，但目前其規模與傳統加工技術(shù)相比還顯弱小，還有很大的發(fā)展潛力。新生的MIM工業(yè)還需要我們采取制定工業(yè)標準、加快工業(yè)化、提高從業(yè)者素質(zhì)、研發(fā)設備以及爭取顧客等一系列的努力來(lái)將其發(fā)展壯大。

（1）材料體系的多方向拓展

注射成形技術(shù)是比較理想的、能夠經(jīng)濟地成形、接近最終需要形狀，燒結后需少量或不需要后續加工的近凈成形技術(shù)。在精密陶瓷的生產(chǎn)方面主要應用到碳化物，金屬陶瓷，無(wú)機非金屬陶瓷，氧化物陶瓷，金屬間化合物等方面。

（2）粘結劑多樣化及脫脂技術(shù)的多途徑化

以醋酸纖維脂、聚乙二醇聚合物，丙烯酸聚合物、瓊脂為基體的諸多粘結劑體系得到進(jìn)一步的發(fā)展應用。計算機輔助控制熱脫脂技術(shù)、溶劑脫脂技術(shù)，催化脫脂技術(shù)，以及冷凍干燥技術(shù)、微波輔助干燥技術(shù)都被用于粘結劑的脫脂研究。

（3）更先進(jìn)、控制更精確的裝備

以計算機精密控制注射成形機及相關(guān)在線(xiàn)質(zhì)量監測控制系統的研究和計算機輔助脫脂關(guān)鍵裝備技術(shù)的開(kāi)發(fā)是目前及今后關(guān)注的重點(diǎn)方向。成形設備如粉末同步注射成形機，利用控制協(xié)調的雙簡(jiǎn)注射機生產(chǎn)復合材料零件。

（4）產(chǎn)業(yè)方面要形成關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)精耕細作

把技術(shù)和工程能力深入吃透，形成生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈抱團，才能抵抗風(fēng)險加速發(fā)展。

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本文標簽：MIM金屬注射成型 MIM技術(shù) MIM工藝 MIM應用

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