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金屬粉末注射成型技術(MIM)工藝原理介紹

文章出處:徐州騰飛工程塑料有限公司   發布時間:2016-09-26 14:24:00    點擊數:-   【

金屬粉末注射成型技術(MetalPowder Injection Molding Technology,簡稱MIM)是將現代塑料注射成型技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成型技術。

MIM基本工藝過程

首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練,經制粒后在加熱塑化狀態下(~150℃)用注射成形機注入模腔內固化成形,然后用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除,最后經燒結致密化得到最終產品。與傳統工藝相比,具有精度高、組織均勻、性能優異,生產成本低等特點,其產品廣泛應用于電子信息工程、生物醫療器械、辦公設備、汽車、機械、五金、體育器械、鐘表業、兵器及航空航天等工業領域。因此,國際上普遍認為該技術的發展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命,被譽為“當今最熱門的零部件成技術”和“21世紀的成形技術”。

零部件成形技術

MIM基本工作原理

MIM流程結合了注塑成型設計的靈活性和精密金屬的高強度和整體性,來實現極度復雜幾何部件的低成本解決方案。 MIM流程分為四個獨特加工步驟(混合、成型、脫脂和燒結)來實現零部件的生產,針對產品特性決定是否需要進行表面處理。

混合

顆粒低于20µ的精細金屬粉末和熱塑性塑料、石蠟粘結劑按照精確比例進行混合。金屬粉末和粘結劑的體積約為60:40。 
混合過程在一個專門的混合設備中進行,加熱到一定的溫度使粘結劑熔化。大部分情況使用機械進行混合,直到金屬粉末顆粒均勻地涂上粘結劑

冷卻后,形成顆粒狀(稱為原料),這些顆粒能夠被注入模腔。

成型

注射成型的設備和技術與注塑成型是相似的。顆粒狀的原料被送入機器加熱并在高壓下注入模腔 

這個環節形成(greenpart)冷卻后脫模

只有在大約200°c的條件下使粘結劑熔化 (與金屬粉末充分融合),上述整個過程才能進行 
模具可以設計為多腔以提高生產率。

模腔尺寸設計要比金屬部件20%來補償燒結過程中產生的收縮。每種材料的收縮變化是精確的、已知的。

脫脂

脫脂是將成型部件中粘結劑去除的過程。這個過程通常分幾個步驟完成。絕大部分的粘結劑是在燒結前去除的,殘留的部分能夠支撐部件進入燒結爐。

脫脂可以通過多種方法完成,最常用的是溶劑萃取法。脫脂后的部件具有半滲透性,殘留的粘結劑在燒結時很容易被揮發。

燒結

經過脫脂的部件被放進高溫、高壓控制的熔爐中。該部件在氣體的保護下被緩慢加熱,以去除殘留的的粘合劑。 

粘結劑被完全清除后,該部件就會被加熱到很高的溫度,顆粒之間的空隙由于顆粒的融合而消失。 
該部件定向收縮到其設計尺寸并轉變為一個致密的固體。對于大多數的材料,典型的燒結密度理論上大于97%。高燒結密度使得產品性能與鍛造材料相似。

表面處理

根據具體需求,有些部件燒結后可能需要進行表面處理。 熱處理可以提高金屬物理性能。電鍍、涂裝可以應用于高密度材料。提供焊接或冷卻處理技術。

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