金屬注射成型技術是新技術嗎？

mge192003 · 發表于 2006-12-5 10:18:28

請教各位，金屬注射成型技術是新技術嗎？其發展前景如何？謝謝

majun8888 · 發表于 2006-12-24 10:37:50

w我也想知道，有知道的告訴一下哦

天氣 · 發表于 2006-12-24 23:55:54

金屬粉末冶金注射成型技術

   金屬粉末注射成型技術(Metal Powder Injection Molding，簡稱MIM)是將現代塑料注射成形技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練，經制粒后在加熱塑化狀態下(～150℃)用注射成形機注入模腔內固化成形，然后用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除，最后經燒結致密化得到最終產品。與傳統工藝相比，具有精度高、組織均勻、性能優異，生產成本低等特點，其產品廣泛應用于電子信息工程、生物醫療器械、辦公設備、汽車、機械、五金、體育器械、鐘表業、兵器及航空航天等工業領域。因此，國際上普遍認為該技術的發展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命，被譽為“當今最熱門的零部件成形技術”和“21世紀的成形技術”。
  　  美國加州Parmatech公司于1973年發明，八十年代初歐洲許多國家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術，并得到迅速推廣。特別是八十年代中期，這項技術實現產業化以來更獲得突飛猛進的發展，每年都以驚人的速度遞增。到目前為止，美國、西歐、日本等十多個國家和地區有一百多家公司從事該工藝技術的產品開發、研制與銷售工作。日本在競爭上十分積極，并且表現突出，許多大型株式會社均參與MIM工業的推廣，這些公司包括有太平洋金屬、三菱制鋼、川崎制鐵、神戶制鋼、住友礦山、精工--愛普生、大同特殊鋼等。目前日本有四十多家專業從事MIM產業的公司，其MIM工業產品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國。到目前為止，全球已有百余家公司從事該項技術的產品開發、研制與銷售工作，MIM技術也因此成為新型制造業中最為活躍的前沿技術領域，被世界冶金行業的開拓性技術，代表著粉末冶金技術發展的主方向MIM技術.
  　  金屬粉末注射成型技術是集塑料成型工藝學、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多學科透與交叉的產物，利用模具可注射成型坯件并通過燒結快速制造高密度、高精度、三維復雜形狀的結構零件，能夠快速準確地將設計思想物化為具有一定結構、功能特性的制品，并可直接批量生產出零件，是制造技術行業一次新的變革。該工藝技術不僅具有常規粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經濟效益高等優點，而且克服了傳統粉末冶金工藝制品、材質不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、復雜結構的缺點，特別適合于大批量生產小型、復雜以及具有特殊要求的金屬零件。工藝流程粘結劑→混煉→注射成形→脫脂→燒結→后處理.
  　粉末金屬粉末
  　MIM工藝所用金屬粉末顆粒尺寸一般在0.5~20μm；從理論上講，顆粒越細，比表面積也越大，易于成型和燒結。而傳統的粉末冶金工藝則采用大于40μm的較粗的粉末。有機膠粘劑
  　有機膠粘劑作用是粘接金屬粉末顆粒，使混合料在注射機料筒中加熱具有流變性和潤滑性，也就是說帶動粉末流動的載體。因此，粘接劑的選擇是整個粉末的載體。因此，粘拉選擇是整個粉末注射成型的關鍵。對有機粘接劑要求：
  　1.用量少，用較少的粘接劑能使混合料產生較好的流變性；
  　2.不反應，在去除粘接劑的過程中與金屬粉末不起任何化學反應；
  　3.易去除，在制品內不殘留碳。混料
  　把金屬粉末與有機粘接劑均勻摻混在一起，使各種原料成為注射成型用混合料。混合料的均勻程度直接影響其流動性，因而影響注射成型工藝參數，以至最終材料的密度及其它性能。注射成形本步工藝過程與塑料注射成型工藝過程在原理上是一致的，其設備條件也基本相同。在注射成型過程中，混合料在注射機料筒內被加熱成具有流變性的塑性物料，并在適當的注射壓力下注入模具中，成型出毛坯。注射成型的毛坯的微觀上應均勻一致，從而使制品在燒結過程中均勻收縮。萃取
  　成型毛坯在燒結前必須去除毛坯內所含有的有機粘接劑，該過程稱為萃取。萃取工藝必須保證粘接劑從毛坯的不同部位沿著顆料之間的微小通道逐漸地排出，而不降低毛坯的強度。粘結劑的排除速率一般遵循擴散方程。燒結燒結能使多孔的脫脂毛坯收縮至密化成為具有一定組織和性能的制品。盡管制品的性能與燒結前的許多工藝因素有關，但在許多情況下，燒結工藝對最終制品的金相組織和性能有著很大、甚至決定性的影響。后處理
  　對于尺寸要求較為精密的零件，需要進行必要的后處理。這工序與常規金屬制品的熱處理工序相同。MIM工藝的特點MIM工藝與其它加工工藝的對比
  　MIM使用的原料粉末粒徑在2-15μm，而傳統粉末冶金的原粉粉末粒徑大多在50-100μm。MIM工藝的成品密度高，原因是使用微細粉末。MIM工藝具有傳統粉末冶金工藝的優點，而形狀上自由度高是傳統粉末冶金所不能達到的。傳統粉末冶金限于模具的強度和填充密度，形狀大多為二維圓柱型。
  　傳統的精密鑄造脫燥工藝為一種制作復雜形狀產品極有效的技術，近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的成品，但是礙于陶心的強度，以及鑄液的流動性的限制，該工藝仍有某些技術上的困難。一般而言，此工藝制造大、中型零件較為合適，小型而復雜形狀的零件則以MIM工藝較為合適。比較項目制造工藝MIM工藝傳統粉末冶金工藝粉末粒徑(μm)2-1550-100相對密度(%)95-9880-85產品重量(g)小于或等于400克10-數百產品形狀三維復雜形狀二維簡單形狀機械性能優劣
  　MIM制程和傳統粉末冶金法的比較壓鑄工藝用在鋁和鋅合金等熔點低、鑄液流動性良好的材料。此工藝的產品因材料的限制，其強度、耐磨性、耐蝕性均有限度。MIM工藝可以加工的原材料較多。
  　精密鑄造工藝，雖然在近年來其產品的精度和復雜度均提高，但仍比不上脫蠟工藝和MIM工藝，粉末鍛造是一項重要的發展，已適用于連桿的量產制造。但是一般而言，鍛造的工程中熱處理的成本和模具的壽命還是有問題，仍待進一步解決。
  　傳統機械加工法、近來靠自動化而提升其加工能力，在效果和精度上有極大的進步，但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削、刨、銑、磨、鉆孔、拋光等)來完成零件形狀的方式。機械加工方法的加工精度遠優于其他加工方法，但是因為材料的有效利用率低，且其形狀的完成受限于設備與刀具、有些零件無法用機械加工完成。相反，MIM可以有效利用材料，不受限制，對于小型、高難度形狀的精密零件的制造，MIM工藝比較機械加工而言，其成本較低且效率高，具有很強的競爭力。
  　MIM技術并非與傳統加工方法競爭，而是彌補傳統加工方法在技術上的不足或無法制作的缺陷。MIM技術可以在傳統加工方法制作的零件領域上發揮其特長。MIM工藝在零部件制造方面所具有的技術優勢可成型高度復雜結構的結構零件.
  　注射成型工藝技術利用注射機注射成型產品毛坯，保證物料充分充滿模具型腔，也就保證了零件高復雜結構的實現。以往在傳統加工技術中先作成個別元件再組合成組件的方式，在使用MIM技術時可以考慮整合成完整的單一零件，大大減少步驟、簡化加工程序。MIM和其他金屬加工法的比較制品尺寸精度高，不必進行二次加工或只需少量精加工.
  　注射成型工藝可直接成型薄壁、復雜結構件，制品形狀已接近最終產品要求，零件尺寸公差一般保持在±0.1-±0.3左右。特別對于降低難于進行機械加工的硬質合金的加工成本，減少貴重金屬所加工損失尤其具有重要意義。制品微觀組織均勻、密度高、性能好
  　在壓制過程中由于模壁與粉末以及粉末與粉末之間的摩擦力，使得壓制壓力分布非常不均勻，也就導致了壓制毛坯在微觀組織上的不均勻，這樣就會造成壓制粉末冶金件在燒結過程中收縮不均勻，因此不得不降低燒結溫度以減少這種效應，從而使制品孔隙度大、材料致密性差、密度低，嚴重影響制品的機械性能。反之注射成型工藝是一種流體成型工藝，粘接劑的存在保障了粉末的均勻排布從而可消除毛坯微觀組織上的不均勻，進而使燒結制品密度可達到其材料的理論密度。一般情況下壓制產品的密度最高只能達到理論密度的85%。制品高的致密性可使強度增加、韌性加強，延展性、導電導熱性得到改善、磁性能提高。效率高，易于實現大批量和規模化生產.
  　MIM技術使用的金屬模具，其壽命和工程塑料注射成型具模具相當。由于使用金屬模具，MIM適合于零件的大量生產。由于利用注射機成型產品毛坯，極大地提高了生產效率，降低了生產成本，而且注射成型產品的一致性、重復性好，從而為大批量和規模化工業生產提供了保證。適用材料范圍寬，應用領域廣闊(鐵基，低合金，高速鋼，不銹鋼，克閥合金，硬質合金)
  　可用于注射成型的材料非常廣泛，原則上任何可高溫澆結的粉末材料均可由MIM工藝造成零件，包括了傳統制造工藝中的難加工材料和高熔點材料。此外，MIM也可以根據用戶的要求進行材料配方研究，制造任意組合的合金材料，將復合材料成型為零件。注射成型制品的應用領域已遍及國民經濟各領域，具有廣闊的市場前景。注射成型制品的性能與成本分析.
  　MIM工藝采用微米級細粉末，既能加速燒結收縮，有助于提高材料的力學性能，延長材料的疲勞壽命，又能改善耐、抗應力腐蝕及磁性能。表1中列出一些MIM材料的基本性能。材料密度g/cm3硬度拉伸強度MPa彎曲強度MPa延伸率%矯頑力(A/cm)鐵基合金98Fe2Ni7.4187HRB552----5.5----92Fe8Ni7.5088HRB560----8----95.5Fe2NiCu0.5Mo7.4099HRB682----3.3----不銹鋼3047.4242HRB520----20----3167.6042HRB520----20----硬質合金YG614.60--------1460----173YG814.50--------1680----124YT1510.45--------1140----117鎢合金90%W17.90320HV30920----6----93%W18.30310HV30900----10----97%W18.50350HV30880----6----
  　注：*該數據為相對密度MIM工藝成本分析對于過硬，過脆難以切削的材料或幾何形狀復雜、鑄造時原料有偏析或污染的零件，采用MIM工藝可大幅度節約成本。以加工打字機印刷元件導桿為例，通常需14道能上能下上工序；而采用MIM工藝只需6道工序，可節約一半左右的成本。當材料成本/制造成本的比率增加時，潛在的成本更能降低。因此零件越小越復雜，經濟效益將越好。通過以上分析，可以看出MIM成型的潛力是很大的。MIM技術的應用領域.
  　1.計算機及其輔助設施：如打印機零件、磁芯、撞針軸銷、驅動零件.
  　2.工具：如鉆頭、刀頭、噴嘴、槍鉆、螺旋銑刀、沖頭、套筒、扳手、電工工具，手工具等.
  　3.家用器具：如表殼、表鏈、電動牙刷、剪刀、風扇、高爾夫球頭、珠寶鏈環、圓珠筆卡箍、刃具刀頭等零部件.
  　4.醫療機械用零件：如牙矯形架、剪刀、鑷子
  　5.軍用零件：導彈尾翼、槍支零件、彈頭、藥型罩、引信用零件.
  　6.電器用零件：電子封裝，微型馬達、電子零件、傳感器件.
  　7.機械用零件：如松棉機、紡織機、卷邊機、辦公機械等；
  　8.汽車船舶用零件：如離合器內環、拔叉套、分配器套、汽門導管、同步轂、安全氣囊件等.

中國輕工模具網

JerryHO · 發表于 2008-1-23 19:36:56

原來是這樣的。。。
這個應該就是我們說的粉末冶金的全稱了

yyh1204 · 發表于 2008-9-19 20:11:53

不是的，金屬注射成型是粉末冶金領域的一項新技術，他與傳統的粉末冶金是不一樣的

guangqinfu · 發表于 2013-3-12 12:41:36

投資大嗎。。。

注射成形pim · 發表于 2014-8-2 09:10:20

挺大的，如果全套都要配全的話，差不多要上億的，有的設備，一臺就2000W。不過投資幾百萬幾千萬的公司也是有很多的。

注射成形pim · 發表于 2014-8-6 14:04:05

粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。

工藝流程

(MIM)金屬注射成形工藝是一種將金屬粉末與粘結劑混合加工后用模具一次注射成形的新型工藝。那么該工藝的流程是什么樣子的呢?現在就讓小編帶領大家一起了解一下。

MIM金屬注射成形工藝的工作流程是

金屬粉末及粘結劑→混煉→注射成形→脫粘→燒結→后處理→成品

如圖：

通過上圖，我們對MIM工藝的流程有了一個簡單的了解。

一、金屬粉末與粘結劑

生產的金屬粉末經過加工達到符合的顆粒大小(也就是行業里所說的目數)，一般在0.5~20μm，這種大小的顆粒非常細，因此極易成形，且一次成形的密度和精度也很高。

當金屬粉末制成后，我們需要用特制的有機粘結劑與金屬粉末粘結在一起。粘接劑要求能在后期去除過程中不會出現化學反應，而且要容易去除而不留痕跡。需要根據比例適量使用。

二、混煉

粘結過的金屬粉末均勻地摻混變成流動性較好的液態也就是適用于注射成形的狀態。摻混的時候一定要均勻，因為這關系著注射成形的工藝參數和產品零部件的最終密度和耐久性能質量的好壞。當將二者均勻摻混以后，就可以經過混煉機加壓經高溫混煉，密煉機的排膠溫度一般維持在120℃以上，高的甚至高達160-180℃，屬于高溫機械混煉。

三、注射成型

高溫的液態金屬經通過注射成形機擠入設計好的標準模具內，待液態充滿后整個模具腔后，擠入的螺桿停止轉動，借助螺桿的推力使模具內的物料在壓力下保持適當的時間，進而冷卻定型。通過注射成形工藝，克服了傳統機械不能生產小形精密件的或者精度達不到的缺陷，而且使產品在精度上大大的提高。

在注射成形的過程中，關鍵是要控制好注射的溫度，提前對模具進行加熱到一定溫度，注射的壓力等。否則將導致尺寸不符甚至有可能畸變報廢。

四、脫粘

經過冷卻后的零件毛坯在燒結前必須要把毛坯內所含的有機粘接劑去除，這個過程叫做脫粘。這個工藝要保證粘接劑從毛坯的整體沿著粉末顆粒間狹微通孔慢慢排出，從而保證毛坯的強度。

五、燒結

通過燒結，這個零件就基本快完成了。MIM零件通過燒結爐高溫燒結后大大提高了產品的密度和抗腐蝕性能。這一步的關鍵在于控制好燒結的時間和溫度。

六、后處理

對于尺寸要求較為精密及有特殊性能要求的零件，需要進行必要的后處理。這步工藝根據零件的工藝、性能而變化。

七、成品

經MIM注射成形工藝所生產的產品經過上述工序就是一個合作的成品了。

金屬粉末注射成形打破了傳統機械成形上形狀上的限制，吸取塑料注射成形技術的優點在效率上得到了快速的提高。

在機械零件生產上，公差值僅為±0.05mm，精度高，材料應用的范圍廣，被廣泛地就用于機械、電子通訊、汽車、航空等。

MIM適合大批量產的工藝

MIM與其它工藝的比較

一、MIM與傳統加工工藝比較

MIM 與傳統粉末冶金相對比MIM可以制造復雜形狀的產品，避免更多的二次機加工。

MIM 產品密度高、耐蝕性好、強度高、延展性好。

MIM 可以將2個或更多PM產品組合成一個金屬注射成型產品，節省材料和工序。

MIM與機械加工相對比• MIM 設計可以節省材料、降低重量。

MIM 可以將注射后的澆口料重復破碎使用，不影響產品性能，材料利用率高。

MIM通過模具一次成形復雜產品，避免多道加工工序。

MIM可以制造難以機械加工材料的復雜形狀零件。

MIM 與精密鑄造相對比MIM 可以制造薄壁產品，最薄可以做到0.2mm。

MIM 產品表面粗糙度更好。

MIM更適宜制細盲孔和通孔。

MIM 大大減少了二次機加工的工作量。

MIM可以快速的大批量、低成本制造小型零件。

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