金属(陶瓷)粉末注射成型技术

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1、金属（陶瓷）粉末注射成型技术机械2010-02-2202:09:26阅读110评论0  字号：大中小 订阅1、MIM技术概述　　金属（陶瓷）粉末注射成型技术（MetalInjectionMolding，简称MIM技术）是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科相互渗透与交叉的产物，利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件，能够快速准确的将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的制品并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。该工艺技术不仅具有常规

2、粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉末冶金工艺制品密度低、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。2、MIM工艺过程2.1工艺流程2.2过程简介2.2.1金属粉末　　MIM工艺所用金属粉末颗粒尺寸一般在0.5~20μm，从理论上讲，颗粒越细，比表面积也越大，易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工艺则采用大于40μm的较粗的粉末。2.2.2有机胶粘剂　　有机粘接剂作用是粘接金属粉末颗粒，使混合料在注射机料筒中加热具

3、有流变性和润滑性，也就是说带动粉末流动的载体。因此，粘接剂的选择是整个粉末注射成型的关键。对有机粘接剂要求：①用量少，即用较少的粘接剂能使混合料产生较好的流变性；②不反应，在去除粘接剂的过程中与金属粉末不起任何化学反应；③易去除，在制品内不残留碳。2.2.3混炼与制粒　　混炼时把金属粉末与有机粘接剂均匀掺混在一起，将其流变性调整到适于注射成型状态的作用，混合料的均匀程度直接影响其流动性，因而影响注射成型工艺参数乃至最终材料的密度及其它性能，注射成型过程中产生的下角料、废品都可重新破碎、制粒，回收再用。2.3.4注

4、射成型　　本步工艺过程与塑料注射成型工艺过程在原理上是一致的，其设备条件也基本相同。在注射成型过程中，混合料在注射机料筒内被加热成具有流变性的塑性物料，并在适当的注射压力下注入模具中，成型出毛坯。注射成型的毛坯的密度在微观上应均匀一致，从而使制品在烧结过程中均匀收缩。控制注射温度、模具温度、注射压力、保压时间等成型参数对获得稳定的生坯重量至关重要。要防止注射料中各组分的分离和偏析，否则将导致尺寸失控和畸变而报废。2.2.5脱粘　　成型毛坯在烧结前必须去除毛坯内所含有的有机粘接剂，该过程称为脱粘。脱粘工艺必须保证粘

5、接剂从毛坯的不同部位沿着颗粒之间的微小通道逐渐地排出，而不降低毛坯的强度。溶剂萃取部分粘接剂后，还要经过热脱粘除去剩余的粘接剂。脱粘时要控制坯件中的碳含量和减少氧含量。2.2.6烧结　　烧结是在通有可控气氛的烧结炉中进行的。MIM零件的高密度化是通过高的烧结温度和长的烧结时间来达到的，从而大大提高和改善零件材料的力学性能。2.2.7后处理　　对于尺寸要求较为精密及有特殊性能要求的零件，需要进行必要的后处理。本工序与常规金属制品的热处理工序相同。3、MIM工艺特点3.1MIM工艺与其它加工工艺的对比3.1.1MIM

6、与传统的粉末冶金（PM）的比较　　MIM使用的原料粉末粒径在2—15μm，而传统粉末冶金的原料粉末粒径大多在50—100μm。MIM工艺的成品密度高，原因是使用微细粉末。形状上自由度高是传统粉末冶金所不能达到的，表1为两工艺的比较。3.1.2MIM与精密铸造的比较　　在金属成型工艺中，压铸和精密铸造是可以成型三维复杂形状的零件，但压铸仅限于低熔点金属，而精密铸造（IC）限于合金钢、不锈钢、高温合金等高熔点金属及有色金属，对于难熔合金如硬质合金、高密度合金、金属陶瓷等却无能为力，这是IC的本质局限性，而且IC对于很

7、小、很薄、大批量的零件生产是十分困难或不可行的。IC产业化已成熟，发展的潜力有限。MIM是新兴的工艺，将挤入IC大批量小零件的市场。3.1.3MIM与传统机械加工的比较　　传统机械加工法，近来靠自动化而提升其加工能力，在效率和精度上有极大的进步，但是基本的程序上仍脱不开逐步加工（车削、刨、铣、磨、钻孔、抛光等）完成零件形状的方式。机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法，但是因为材料的有效利用率低，且其形状的完成受限于设备与刀具，有些零件无法用机械加工完成。相反的，MIM可以有效利用材料，形状自由度不受限制。对于

8、小型、高难度形状的精密零件的制造，MIM工艺比较机械加工而言，其成本较低且效率高，具有很强的竞争力。　　MIM技术弥补了传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺憾，并非只与传统加工方法竞争，MIM技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域发挥其特长。　　其工艺特点与其它工艺的比较如下图：3.2MIM的优点　　从MIM的工艺本质分析，是目前最适合于大批量生产高熔点材料，高强度