金屬(陶瓷)粉末注射成型技術(shù)(mim)

1、金屬金屬(陶瓷陶瓷)粉末注射成型技術(shù)粉末注射成型技術(shù)（MetalPowderInjectionMolding，簡稱，簡稱MIM）是一項(xiàng)新的制造技術(shù)，美國加州Parmatech公司于1973年發(fā)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(shù)，并得到迅速推廣。特別是八十年代中期，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來更獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)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(qū)有一百多家公司從事該工藝技術(shù)的產(chǎn)

2、品開發(fā)、研制與銷售工作。日本在競爭上十分積極，并且表現(xiàn)突出，許多大型株式會社均參與MIM工業(yè)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(yè)從事MIM產(chǎn)業(yè)的公司，其MIM工業(yè)產(chǎn)品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國。日本未來3至5年MIM產(chǎn)業(yè)的市場預(yù)計(jì)達(dá)20億美元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1995年全世界MIM技術(shù)制作的銷售額已突破4億美元，預(yù)計(jì)2010年MIM潛在市場為30億

3、美元。到目前為止，全球已有百余家公司從事該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作，MIM技術(shù)也因此成為新型制造業(yè)中最為活躍的前沿技術(shù)領(lǐng)域，被世界冶金行業(yè)的開拓性技術(shù)，代表著粉末冶金技術(shù)發(fā)展的主方向。中國MIM技術(shù)的研究始于1985年，由中國兵器工業(yè)五三研究所承擔(dān)該課題，當(dāng)時列入國家[七五]軍用新材料重點(diǎn)預(yù)研計(jì)劃，經(jīng)十余年的探索，技術(shù)已基本成熟，并于1996年與上海金珠東方雪域企業(yè)有限公司合作成立了山東金珠粉末注射制造有限公司。經(jīng)過幾年的發(fā)展，

4、山東金珠公司完成了MIM技術(shù)由試驗(yàn)室水平向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程，應(yīng)用技術(shù)更加成熟，能夠大批量生產(chǎn)高精尖的軍用、民用產(chǎn)品，制品水平已接近世界同期水平，并連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值翻番，企業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出良好的態(tài)勢。近年來，國內(nèi)努力平衡對日貿(mào)易逆差大，掌握關(guān)鍵性零部件的制造技術(shù)和提升制造能力，一直是政府協(xié)助業(yè)者的重要工作之一。本文對MIM技術(shù)、生產(chǎn)工藝過程、工藝特點(diǎn)、制品性能與成本分析以及工藝原材料應(yīng)用范圍進(jìn)行介紹，希望對中國在精密零件制造上推廣應(yīng)用MIM

5、技術(shù)的工作有所助益。MIM技術(shù)金屬（陶瓷）粉末注射成型技術(shù)是集塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)、粉末冶金工藝學(xué)和金屬材料學(xué)等多學(xué)科透與交叉的產(chǎn)物，利用模具可注射成型坯件并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度、三維復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)零件，能夠快速準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)、功能特性的制品，并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革。該工藝技術(shù)不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、

6、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低、不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件。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(xì)，比表面積也越大，易于成型和燒結(jié)。而傳統(tǒng)的粉末冶金工藝則采用大于40μm的較粗的粉末。有機(jī)膠粘劑有機(jī)膠粘劑作用是粘接金屬粉末顆粒，使混合料在注射機(jī)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，

7、粘拉選擇是整個粉末注射成型的關(guān)鍵。對有機(jī)粘接劑要求：1.用量少，用較少的粘接劑能使混合料產(chǎn)生較好的流變性；2.不反應(yīng)，在去除粘接劑的過程中與金屬粉末不起任何化學(xué)反應(yīng)；3.易去除，在制品內(nèi)不殘留碳。的工程中熱處理的成本和模具的壽命還是有問題，仍待進(jìn)一步解決。傳統(tǒng)機(jī)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(jìn)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(jī)械加工方法的加工精度

8、遠(yuǎn)優(yōu)于其他加工方法，但是因?yàn)椴牧系挠行Ю寐实停移湫螤畹耐瓿墒芟抻谠O(shè)備與刀具、有些零件無法用機(jī)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(jī)械加工而言，其成本較低且效率高，具有很強(qiáng)的競爭力。MIM技術(shù)并非與傳統(tǒng)加工方法競爭，而是彌補(bǔ)傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無法制作的缺陷。MIM技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法制作的零件領(lǐng)域上發(fā)揮其特長。MIM工藝在零部件制造方面所具有的技術(shù)優(yōu)勢可成

9、型高度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)零件注射成型工藝技術(shù)利用注射機(jī)注射成型產(chǎn)品毛坯，保證物料充分充滿模具型腔，也就保證了零件高復(fù)雜結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。以往在傳統(tǒng)加工技術(shù)中先作成個別元件再組合成組件的方式，在使用MIM技術(shù)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。項(xiàng)目加工法MIM精密鑄造傳統(tǒng)粉末冶金冷作鍛造機(jī)械加工壓鑄形狀自由度452244形狀精巧度544554精度434553機(jī)械強(qiáng)度442551材質(zhì)適用自由度545232模具費(fèi)343153量產(chǎn)

10、性525535產(chǎn)品價格324524（注：比較的點(diǎn)數(shù)以5為最高，1為最低）MIM和其他金屬加工法的比較制品尺寸精度高，不必進(jìn)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(fù)雜結(jié)構(gòu)件，制品形狀已接近最終產(chǎn)品要求，零件尺寸公差一般保持在0.10.3左右。特別對于降低難于進(jìn)行機(jī)械加工的硬質(zhì)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

11、壓力分布非常不均勻，也就導(dǎo)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(jié)過程中收縮不均勻，因此不得不降低燒結(jié)溫度以減少這種效應(yīng)，從而使制品孔隙度大、材料致密性差、密度低，嚴(yán)重影響制品的機(jī)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(jìn)而使燒結(jié)制品密度可達(dá)到其材料的理論密度。一般情況下壓制產(chǎn)品的密度最高只能達(dá)到理論密度的85％。制品高的致密性可使強(qiáng)度增加、