金属粉末注射成型技术的特点
金属粉末注射成型(MIM)近年已发展为粉末冶金中重要的一环并稳定地成长,是一种结合了塑料注射及粉末冶金优点的成型技术,此制程将微细的金属粉末与高分子黏结剂混合加热后,得到具流动性的射料,再经由注射机的注射成型,获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品,即可以自动化、大量地生产尺寸精密、且具三维形状复杂的小型工件;此制程大大的减少传统金属加工的繁复程序与成本费用,因此在某些工业应用上具有一定的竞争优势,目前已广泛应用于机械、电子、汽车、钟表、光电、武器、医疗器械…等领域上。
   MIM始于20世纪70年代末,其工艺包括产品设计、模具设计、质量检测、混炼、注射、脱脂、烧结、二次加工等8个重要环节。随着研究的不断深入以及新型粘结剂的开发、制粉技术和脱脂工艺的不断进步,到90年代 初已实现产业化。当前,MIM已经被被誉为'国际最热门的金属零部件成形技术'之一。
    金属粉末注射成型技术(MIM或PIM)技术可以解决传统粉末冶金技术(PM)所不能解决的难成型问题。金属粉末注射成形技术在制备具有复杂形状、均匀组织结构和高性能的高精度近净形产品的成型方面具有独特的技术优势。凡可以制成粉末的任何金属或合金均可用此方法制造零部件。
       PIM能一次性制造许多复杂形状的难成型零部件:如各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉孔、盲孔、凹槽与键销、加强筋板、面滚花等。此外,该技术可以xx实现自动化连续作业,生产效率高,并且材料利用率几乎可达{bfb}。且由于传统方法生产的钨钼粉末粒度细小,采用MIM工艺不需要增加原料粉末成本,从而使获得的钨钼制品有显著的经济效益。
• MIM的优势主要表现在如下几个方面:
1. 直接成形几何形状复杂的零部件(大小通常为0.1~200g);
2. 产品尺寸精度可达+/-0.1~0.5%,表面光洁,一次性可达Ra3.2;
3. 产品内部致密性好,密度高,可达95%~99%;
4. 内部组织均匀,对合金来讲,无成分偏析现象;
5. 生产效率高,在大批量生产情况下,生产成本大幅降低;
6. 材质适用范围广,包括:难熔,难铸和难加工材料。
• MIM和精密铸造成形能力的比较:
特点 精密铸造 MIM
最小孔直径 2mm 0.4mm
2mm直径的盲孔{zd0}深度 2mm 20mm
最小壁厚 2mm <1mm
厚大壁厚 无限制 10mm
4mm直径的公差 ±0.2mm ±0.06mm
表面粗糙度(Ra) 5μm 1μm
&#8226; MIM工艺常用材质:
材料体系 合金成分
低合金钢 Fe-2Ni,Fe-8Ni
不锈钢 316L,17-4-PH
工具钢 42CrMo4,M2
硬质合金 WC-Co(6%)
重合金 W-Ni-Fe,W-Ni-Cu,W-Cu
&#8226; 常用MIM产品应用领域:
航空航天工业 飞机机翼绞链、火箭喷嘴、导弹尾翼、陶瓷涡轮叶片芯子
汽车业 点火控制锁部件、涡轮增压器转子、阀门导轨部件、汽车刹车装置部件、汽车防晒棚部件
电子业 磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子管壳、计算机打印头、电子封装件、热沉材料
军工业 地雷转子、枪板扳机、穿甲弹弹心、准星座、集束箭弹小箭
医疗 牙齿矫形托槽、体内缝合针、活体组织取样钳、防辐射屏罩
日用品 表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、运动鞋扣、体育枪械零件、文件装订打孔器
机械行业 异形铣刀、切削工具、微型齿轮
&#8226; 几种粉末注射成形材料的基本性能:
材料 密度103kg/m3 硬度 拉伸强度MPa 弯曲强度Mpa 延伸率%
铁基合金 PIM4600 7.68 85HRB 400 25
PIM4650 7.68 100HRB 600 15
不锈钢 316L 7.94 52HRB 580 45
钨合金 95%W 18.1 HRC31 930 10
97%W 18.5 HRC33 890 6
硬质合金 YG8X 14.9 HRA90 2300
&#8226; 技术与其他成形工艺技术比较:
  金属注射成形工艺与传统批量工业化与自动化零件加工工艺,例如机械加工、冲压、锻造、精密铸造、粉末冶金相比,具有极其明显的优势。
比较项目 金属注射成形 粉末冶金 精密铸造 机加工 冲压
零件密度 98% 86% 98% {bfb} {bfb}
零件拉伸强度 高 低 高 高 高
零件表面光洁度 高 中 中 高 高
零件微小化能力 高 中 低 中 高
零件薄壁能力 高 中 中 低 高
零件复杂程度 高 低 中 高 低
零件设计宽容度 高 中 中 中 低
批量生产能力 高 高 中 中-高 高
适应材质范围 高 高 中-高 高 中
供货能力 高 高 中 低 高.


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