MIM技术并非与传统加工方法竞争,而是弥补传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺陷。MIM技术可以在传统加工方法制作的零件领域上发挥其特长。产业链上游的行业主要提供产品原材料,包括金属粉末、粘结剂等,分别属于金属和化工产业,产业比较成熟,市场供应充足,能够充分满足 MIM 产品的发展需求。MIM 下游的行业在我国的应用主要分布在消费电子行业,逐步应用于汽车制造和医疗器械等行业。2020 年我国 MIM 用粉总销量约 12,000吨,国内品牌的市场占有率约 79%;国际品牌产品则仍以德国 BASF 公司的喂料(注射料)为主,约占 84%。金属注射成型技术可以实现对多种金属粉末的复合成型,生产出具有复合材料特性的零件。广东五金MIM粉末冶金
MIM 不只具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点,同时,克服了传统粉末冶金工艺制品材质不均匀、力学性能低、薄壁不易成形及结构复杂的主要缺点,适用于大批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊要求的金属零部件的制造。从经济角度考虑,MIM制品通常重量在0.1-200g左右,少于50克是较经济的,能生产像塑料制品一样成形各种复杂形状;产品表面光洁度好、尺寸精度高。小于6毫米的壁厚对于MIM是较适合的。较厚的外壁也可以,但是成本会由于处理时间长和增加额外材料而增加。另外,低于0.5 mm的极薄壁对MIM也是能实现,但对设计有很高的要求 。广东五金MIM粉末冶金MIM工艺具有高精度、高复杂度的特点,可以制造出精密的金属零件,减少后续加工工序。
技术优势:可成型高度复杂结构的结构零件,注射成型工艺技术利用注射机注射成型产品毛坯,保证物料充分充满模具型腔,也就保证了零件高复杂结构的实现。以往在传统加工技术中先作成个别元件再组合成组件的方式,在使用MIM技术时可以考虑整合成完整的单一零件,较大程度上减少步骤,简化加工程序。MIM与其他金属加工方法比较,制品尺寸精度高,不必进行二次加工或只需少量精加工。注射成型工艺可直接成型薄壁、复杂结构件,制品形状已接近较终产品要求,零件尺寸公差一般保持在0.1~0.3左右,特别对于降低难于进行机械加工的硬质合金的加工成本,减少贵重金属的加工损失尤其具有重要意义。形状设计没有限制,从而适用于几乎所有产品。MIM一次成型无法达到的公差可以借助表面处理实现。
MIM优势:1)极高的设计自由度,相对于其它金属成型方式,MIM能制造造型更为复杂的零件,基本上注塑模具可以实现的所有结构都可以运用在MIM上;2)更多的材料选择,MIM几乎可使用绝大部分金属材料,考虑到经济性,主要的应用材料涵盖铁基、镍基、铜基、钛基金属或合金。3)出色的理化性能,MIM因为烧结密度非常接近理论密度,其理化性能表现也非常出色,如机械强度等大幅超越传统粉末冶金。4)精致的外观表现,MIM烧结坯表面粗糙度(Ra)可做到1μm,更可以通过各种表面处理方式获得眩目的外观效果。5)更高的尺寸精度,MIM一般可以做到± 0.5%的公差精度,配合其它加工方式,可以获得更高的尺寸精度。6)强大而灵活的量产能力,MIM可以灵活调整和迅速提升产量,从每日几百件到每日数十万多可以快速响应。7)环保的加工理念,原料利用率接近100%,是一种近净成形技术,可有效避免材料的浪费。MIM生产过程包括原料混合、注射成型、脱蜡脱模、烧结等环节,每一步都关键。
MIM工艺流程:1)评估,首先,需要确定待加工品在成本、材料、制造可行性方面是否适合 MIM工艺制造。同时,企业也会给出建议更改设计以便通过MIM实现优化效果;2)原料,特制的金属粉末(微米级)与品质高的高分子聚合物混合,通过精确控制的制备过程,形成MIM专属喂料。相比于传统粉末冶金,金属粉末(微米级)的粒径和极低的杂质含量确保了MIM烧结密度达到理论密度的98%;而特殊配制的多种高聚物即能提供注射时的良好流动性也能保证高效的脱脂能力。3)注射,利用注射机将MIM喂料加热并均匀填充到模具型腔,冷却后得到MIM注射坯。符合MIM特点的模具与合理的工艺匹配是此工序的关键4)脱脂,采用专业脱脂炉逐步高效去除注射坯中的主体粘结剂,残留的骨架粘结剂维持产品形状以便脱脂件移入烧阶段。5)烧结,在MIM的真空炉或气氛炉中,脱除骨架粘结剂,并在接近熔点的温度下使金属粉末致密化成完整的金属体,经冷却得到近乎成品形状的烧结件。MIM生产的零件优点是具有均匀的组织结构、强度高、良好的耐磨性和耐腐蚀性。广东五金MIM粉末冶金
MIM可以制造出具有高密度的金属零件,无需进行后续热处理。广东五金MIM粉末冶金
目前,MIM钛及钛合金的研究取得一定的进展,但大规模产业化应用仍存在一定难度,主要有以下几点:低氧球形钛及钛合金粉末价格昂贵;国内球形钛及钛合金粉末生产厂家近几年虽发展迅速,但距离全球先进技术仍有一定差距;粘结剂的选择和脱脂去除工艺;粘结剂的选择决定了粉末填充量的大小,对烧结后产品致密度、收缩率、表面粗糙度有直接影响,而高效的脱脂去除工艺有助于降低杂质元素,如C、O的影响,提高产品性能;烧结工艺优化及设备要求;由于钛合金高活性的特点,烧结时对温度和氧含量的控制至关重要,对烧结炉提出更高的要求。广东五金MIM粉末冶金