金属粉末注射成形简介
金属粉末注射成形技术(MIM)是传统粉末冶金技术和塑料注射成形技术相集合而产生的一种精细金属零部件近净成形的新技术。随着国民经济的发展和现代科学技术的进步,对产品的形状要求越来越复杂,而MIM工艺在制造形状复杂、均匀组织结构、性能各向同性、尺寸精度高的金属零部件方面具有独特的优势。经过二十多年的发展,MIM已成为国际粉末冶金领域发展迅速、最有前途的一种新型近净成形技术,被誉为“国际最热门的金属零部件成形技术”之一。
金属粉末注射成形工艺的特点主要体现在以下几个方面:MIM可以成形三维形状复杂的各种金属材料零件,该工艺作为一种制造高质量精密零件的接近最终形状的成形技术具有传统粉末冶金和机床加工无法比拟的优越性.许多由MIM制造的零件形状的复杂程度不是能由传统粉末冶金等其他途径得到的,特别是在制造各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉孔和盲孔、凹台和键槽、加强筋板、表面滚花等形状复杂的零部件方面优势明显;采用MIM工艺制造的零部件,零件各部位的密度和性能一致,既各向同性;
MIM能{zd0}限度制得接近最终形状的零件,尺寸精度较高;
MIM工艺生产的零部件致密化程度高,即使是固相烧结,MIM制品的相对密度可达95%以上,其性能可与锻造材料相媲美;产效率高,产品转向快,设备投资较小,并能自动控制整个工艺;材料利用率高,适合大批量生产;MIM特别适合于大批量生产,产品性能一致性好;可用于注射成型的材料非常广泛,如碳钢、合金钢、工具钢、难熔合金、硬质合金、高比重合金等。
金属粉末注射成形最早可溯源于20世纪20年xx始的陶瓷火花塞的粉末注射成形制备,随后的几十年间粉末注射成形主要集中于陶瓷注射成形。直到1979年,由Wiech等人组建的Parmatech公司的金属注射成形产品获得两项大奖,以及当时Wiech和Rivers先后获得专利,粉末注射成形才开始转向以金属注射成形为主导。在Parmatech公司转让了他们的几项专利后,MIM公司纷纷建立起来。1980年Wiech组建了Witec公司,1982年Brunswick公司进入MIM行业,并收购了Witec公司,其后又逐步注册了Omark工业、Remington军品、Rocky牙科等子公司。1986年,日本Nippon Seison公司引进了Wiech工艺。1990年以色列Metalor2000公司从Parmatech公司引进了Wiech工艺技术,建立了MIM生产线。经过近二十年的发展,2003年全球MIM产品市场总值达到约10亿美元。以地域划分,美国占了55%,接下来为欧洲和日本。目前全世界共有超过500家公司从事金属注射成形产品的生产和销售工作,另外还有约40家MIM粉末供应商,20家MIM喂料供应商。据统计,全球MIM产业的成形能力已超过700台注射成形机、500台炉子、300台混炼机。Marko Maetzig详细分析了欧洲的情况,欧洲共有120家公司和30家研究机构从事MIM方面的工作,拥有250台注射成形机,年消耗1100吨喂料。欧洲的MIM公司38%来自于传统的陶瓷行业,27%来自于塑料行业,8%来自于传统粉末冶金和金属切削加工行业,5%来自于铸造行业,另有14%为新成立的公司。日本现在共有20~30家MIM公司,日本近几年MIM市场呈现稳定上升趋势。虽然2001年较2000年有所下降,但总体而言,其销售总额呈稳定增长趋势。
MIM经历了一条快速发展的道路。虽然MIM正引起人们越来越大的关注,但目前其工业规模与传统加工技术相比还显弱小,还有很大的发展潜力。新生的MIM工业还需要我们采取制定工业标准、加快工业化、提高从业者素质、研发设备以及争取顾客等一系列的努力来将其发展壮大。然而,MIM技术的发展依然是惊人的并显现出强大的生命力。图1。6为近15年及今后10年的MIM销售统计及预测图。从图中可以看到20世纪90年代MIM年销售额的平均增长速度达到了22%,预计今后十年整个市场仍会以20%~30%的速度递增。随着工艺不断完善,金属注射成形技术的优越性正逐渐显示出来,将会被越来越多的行业和客户所接受,它所带来的市场份额也正急剧增大。由于市场潜力巨大,许多风险投资也开始涉足MIM行业。可以预见,MIM将发展成为21世纪最有前途的零部件制造技术之一。