金屬粉末冶金注射成型技術(shù)
金屬粉末注射成型技術(shù)(Metal Powder Injection Molding抗斤，簡(jiǎn)稱MIM)是將現(xiàn)代塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)貌授。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機(jī)粘結(jié)劑均勻混練譬椰，經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下(～150℃)用注射成形機(jī)注入模腔內(nèi)固化成形腿逞，然后用化學(xué)或熱分解的方法將成形坯中的粘結(jié)劑脫除实朗，最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn)品。與傳統(tǒng)工藝相比，具有精度高垮撇、組織均勻法简、性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)状堰，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子信息工程蓝鹿、生物醫(yī)療器械、辦公設(shè)備糯驯、汽車贰往、機(jī)械、五金耙福、體育器械伊厉、鐘表業(yè)、兵器及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域坦冠。因此形耗，國(guó)際上普遍認(rèn)為該技術(shù)的發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致零部件成形與加工技術(shù)的一場(chǎng)革命，被譽(yù)為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)”和“21世紀(jì)的成形技術(shù)”辙浑。
美國(guó)加州Parmatech公司于1973年發(fā)明激涤，八十年代初歐洲許多國(guó)家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術(shù)，并得到迅速推廣判呕。特別是八十年代中期昔期，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佛玄。到目前為止硼一，美國(guó)、西歐梦抢、日本等十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有一百多家公司從事該工藝技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)般贼、研制與銷售工作。日本在競(jìng)爭(zhēng)上十分積極奥吩，并且表現(xiàn)突出哼蛆，許多大型株式會(huì)社均參與MIM工業(yè)的推廣，這些公司包括有太平洋金屬划搓、三菱制鋼沮念、川崎制鐵、神戶制鋼验脐、住友礦山澜碎、精工--愛普生、大同特殊鋼等织活。目前日本有四十多家專業(yè)從事MIM產(chǎn)業(yè)的公司嫡境，其MIM工業(yè)產(chǎn)品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國(guó)贯森。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)褒饱、研制與銷售工作沛目，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)援儡，代表著粉末冶金技術(shù)發(fā)展的主方向MIM技術(shù)莲赐。
金屬粉末注射成型技術(shù)是集塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)酿装、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)物愧杯，利用模具可注射成型坯件并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度鞋既、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)耍铜、功能特性的制品邑闺，并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革棕兼。該工藝技術(shù)不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少陡舅、無切削或少切削、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)伴挚，而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品靶衍、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低茎芋、不易成型薄壁颅眶、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，特別適合于大批量生產(chǎn)小型田弥、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件涛酗。工藝流程粘結(jié)劑→混煉→注射成形→脫脂→燒結(jié)→后處理。
粉末金屬粉末
MIM工藝所用金屬粉末顆粒尺寸一般在0.5~20μm安仁；從理論上講居鸳，顆粒越細(xì)，比表面積也越大吠童，易于成型和燒結(jié)常彰。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输奢，使混合料在注射機(jī)料筒中加熱具有流變性和潤(rùn)滑性盼涵，也就是說帶動(dòng)粉末流動(dòng)的載體。因此屉韧，粘接劑的選擇是整個(gè)粉末的載體彤擒。因此且险，粘拉選擇是整個(gè)粉末注射成型的關(guān)鍵。對(duì)有機(jī)粘接劑要求：
1.用量少锯叮，用較少的粘接劑能使混合料產(chǎn)生較好的流變性敛旗；
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)坦报；
3.易去除库说，在制品內(nèi)不殘留碳。
混料
把金屬粉末與有機(jī)粘接劑均勻摻混在一起片择，使各種原料成為注射成型用混合料潜的。混合料的均勻程度直接影響其流動(dòng)性字管，因而影響注射成型工藝參數(shù)啰挪，以至最終材料的密度及其它性能。注射成形本步工藝過程與塑料注射成型工藝過程在原理上是一致的嘲叔，其設(shè)備條件也基本相同亡呵。在注射成型過程中，混合料在注射機(jī)料筒內(nèi)被加熱成具有流變性的塑性物料硫戈，并在適當(dāng)?shù)淖⑸鋲毫ο伦⑷肽＞咧忻淌玻尚统雒鳌Ｗ⑸涑尚偷拿鞯奈⒂^上應(yīng)均勻一致丁逝，從而使制品在燒結(jié)過程中均勻收縮汁胆。
萃取
成型毛坯在燒結(jié)前必須去除毛坯內(nèi)所含有的有機(jī)粘接劑，該過程稱為萃取霜幼。萃取工藝必須保證粘接劑從毛坯的不同部位沿著顆料之間的微小通道逐漸地排出撰类，而不降低毛坯的強(qiáng)度。粘結(jié)劑的排除速率一般遵循擴(kuò)散方程庵伙。燒結(jié)燒結(jié)能使多孔的脫脂毛坯收縮至密化成為具有一定組織和性能的制品英嬉。盡管制品的性能與燒結(jié)前的許多工藝因素有關(guān)，但在許多情況下哆沽，燒結(jié)工藝對(duì)最終制品的金相組織和性能有著很大份肠、甚至決定性的影響。
后處理
對(duì)于尺寸要求較為精密的零件贬嚷，需要進(jìn)行必要的后處理僧少。這工序與常規(guī)金屬制品的熱處理工序相同。
MIM工藝的特點(diǎn)MIM工藝與其它加工工藝的對(duì)比
MIM使用的原料粉末粒徑在2-15μm汇光，而傳統(tǒng)粉末冶金的原粉粉末粒徑大多在50-100μm供撵。MIM工藝的成品密度高，原因是使用微細(xì)粉末旱谐。MIM工藝具有傳統(tǒng)粉末冶金工藝的優(yōu)點(diǎn)蔗括，而形狀上自由度高是傳統(tǒng)粉末冶金所不能達(dá)到的孵堪。傳統(tǒng)粉末冶金限于模具的強(qiáng)度和填充密度，形狀大多為二維圓柱型虽风。
傳統(tǒng)的精密鑄造脫燥工藝為一種制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品極有效的技術(shù)棒口，近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的成品辜膝，但是礙于陶心的強(qiáng)度无牵，以及鑄液的流動(dòng)性的限制，該工藝仍有某些技術(shù)上的困難厂抖。一般而言茎毁，此工藝制造大、中型零件較為合適忱辅，小型而復(fù)雜形狀的零件則以MIM工藝較為合適七蜘。比較項(xiàng)目制造工藝MIM工藝傳統(tǒng)粉末冶金工藝粉末粒徑(μm)2-1550-100相對(duì)密度(%)95-9880-85產(chǎn)品重量(g)小于或等于400克10-數(shù)百產(chǎn)品形狀三維復(fù)雜形狀。
二維簡(jiǎn)單形狀機(jī)械性能優(yōu)劣
MIM制程和傳統(tǒng)粉末冶金法的比較壓鑄工藝用在鋁和鋅合金等熔點(diǎn)低墙懂、鑄液流動(dòng)性良好的材料橡卤。此工藝的產(chǎn)品因材料的限制，其強(qiáng)度垒在、耐磨性、耐蝕性均有限度扔亥。MIM工藝可以加工的原材料較多愚贩。
精密鑄造工藝，雖然在近年來其產(chǎn)品的精度和復(fù)雜度均提高摹跑，但仍比不上脫蠟工藝和MIM工藝米搭，粉末鍛造是一項(xiàng)重要的發(fā)展，已適用于連桿的量產(chǎn)制造胚砰。但是一般而言避纤，鍛造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)一步解決敬魏。
傳統(tǒng)機(jī)械加工法蜂棒、近來靠自動(dòng)化而提升其加工能力，在效果和精度上有極大的進(jìn)步底盅，但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削董株、刨、銑揉贡、磨膛姊、鉆孔、拋光等)來完成零件形狀的方式拣挪。機(jī)械加工方法的加工精度遠(yuǎn)優(yōu)于其他加工方法擦酌，但是因?yàn)椴牧系挠行Ю寐实途阒睿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)械加工完成赊舶。相反睁搭，MIM可以有效利用材料，不受限制锯岖，對(duì)于小型介袜、高難度形狀的精密零件的制造，MIM工藝比較機(jī)械加工而言出吹，其成本較低且效率高遇伞，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
MIM技術(shù)并非與傳統(tǒng)加工方法競(jìng)爭(zhēng)捶牢，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鸠珠。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(zhǎng)。MIM工藝在零部件制造方面所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可成型高度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)零件秋麸。
注射成型工藝技術(shù)利用注射機(jī)注射成型產(chǎn)品毛坯渐排，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)筒臂。以往在傳統(tǒng)加工技術(shù)中先作成個(gè)別元件再組合成組件的方式烤酌，在使用MIM技術(shù)時(shí)可以考慮整合成完整的單一零件，大大減少步驟脚自、簡(jiǎn)化加工程序惫康。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联缝。
注射成型工藝可直接成型薄壁赢瘦、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，制品形狀已接近最終產(chǎn)品要求苇葫，零件尺寸公差一般保持在±0.1-±0.3左右汇泰。特別對(duì)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堰聪。
制品微觀組織均勻柄立、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缝帝，使得壓制壓力分布非常不均勻赃阀，也就導(dǎo)致了壓制毛坯在微觀組織上的不均勻，這樣就會(huì)造成壓制粉末冶金件在燒結(jié)過程中收縮不均勻擎颖，因此不得不降低燒結(jié)溫度以減少這種效應(yīng)榛斯，從而使制品孔隙度大、材料致密性差搂捧、密度低驮俗，嚴(yán)重影響制品的機(jī)械性能懂缕。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王凑，進(jìn)而使燒結(jié)制品密度可達(dá)到其材料的理論密度搪柑。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)度增加索烹、韌性加強(qiáng)工碾，延展性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性得到改善百姓、磁性能提高渊额。效率高，易于實(shí)現(xiàn)大批量和規(guī)睦萋＃化生產(chǎn)驶滚。
MIM技術(shù)使用的金屬模具，其壽命和工程塑料注射成型具模具相當(dāng)北拔。由于使用金屬模具换秧，MIM適合于零件的大量生產(chǎn)。由于利用注射機(jī)成型產(chǎn)品毛坯以搏，極大地提高了生產(chǎn)效率辫航，降低了生產(chǎn)成本，而且注射成型產(chǎn)品的一致性钉拯、重復(fù)性好漓惕，從而為大批量和規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)提供了保證屋包。適用材料范圍寬官孝，
應(yīng)用領(lǐng)域廣闊(鐵基努禽，低合金厌圈，高速鋼，不銹鋼丸匀，克閥合金摩疑，硬質(zhì)合金)
可用于注射成型的材料非常廣泛，原則上任何可高溫澆結(jié)的粉末材料均可由MIM工藝造成零件畏铆，包括了傳統(tǒng)制造工藝中的難加工材料和高熔點(diǎn)材料雷袋。此外，MIM也可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行材料配方研究辞居，制造任意組合的合金材料楷怒，將復(fù)合材料成型為零件。注射成型制品的應(yīng)用領(lǐng)域已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域瓦灶，具有廣闊的市場(chǎng)前景鸠删。
注射成型制品的性能與成本分析
MIM工藝采用微米級(jí)細(xì)粉末抱完，既能加速燒結(jié)收縮，有助于提高材料的力學(xué)性能刃泡，延長(zhǎng)材料的疲勞壽命巧娱，又能改善耐、抗應(yīng)力腐蝕及磁性能烘贴。表1中列出一些MIM材料的基本性能禁添。材料密度g/cm3硬度拉伸強(qiáng)度MPa彎曲強(qiáng)度MPa延伸率%矯頑力(A/cm)鐵基合金98Fe2Ni7.4187HRB552----5.5----92Fe8Ni7.5088HRB560----8----95.5Fe2NiCu0.5Mo7.4099HRB682----3.3----不銹鋼3047.4242HRB520----20----3167.6042HRB520----20----硬質(zhì)合金YG614.60--------1460----173YG814.50--------1680----124YT1510.45--------1140----117鎢合金90%W17.90320HV30920----6----93%W18.30310HV30900----10----97%W18.50350HV30880----6----
注：*該數(shù)據(jù)為相對(duì)密度MIM工藝成本分析對(duì)于過硬，過脆難以切削的材料或幾何形狀復(fù)雜庸伏、鑄造時(shí)原料有偏析或污染的零件与笛，采用MIM工藝可大幅度節(jié)約成本。以加工打字機(jī)印刷元件導(dǎo)桿為例完簿，通常需14道能上能下上工序沙螺；而采用MIM工藝只需6道工序，可節(jié)約一半左右的成本聚灸。當(dāng)材料成本/制造成本的比率增加時(shí)娇皇，潛在的成本更能降低。因此零件越小越復(fù)雜朱鹤，經(jīng)濟(jì)效益將越好呛仁。通過以上分析，可以看出MIM成型的潛力是很大的延杯。
MIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域.
1.計(jì)算機(jī)及其輔助設(shè)施：如打印機(jī)零件捅没、磁芯、撞針軸銷玫斋、驅(qū)動(dòng)零件舀黄。
2.工具：如鉆頭、刀頭蚯涮、噴嘴治专、槍鉆、螺旋銑刀遭顶、沖頭张峰、套筒、扳手棒旗、電工工具喘批，手工具等。
3.家用器具：如表殼铣揉、表鏈饶深、電動(dòng)牙刷、剪刀、風(fēng)扇敌厘、高爾夫球頭凸主、珠寶鏈環(huán)、圓珠筆卡箍额湘、刃具刀頭等零部件卿吐。
4.醫(yī)療機(jī)械用零件：如牙矯形架、剪刀忘哼、鑷子疏悯。
5.軍用零件：導(dǎo)彈尾翼、槍支零件锨穷、彈頭歉冷、藥型罩、引信用零件岗憨。
6.電器用零件：電子封裝乳后，微型馬達(dá)、電子零件帝膊、傳感器件确奄。
7.機(jī)械用零件：如松棉機(jī)、紡織機(jī)僻跳、卷邊機(jī)闪铸、辦公機(jī)械等。
8.汽車船舶用零件：如離合器內(nèi)環(huán)茶月、拔叉套需五、分配器套、汽門導(dǎo)管轧坎、同步轂宏邮、安全氣囊件等。
美國(guó)加州Parmatech公司于1973年發(fā)明激涤，八十年代初歐洲許多國(guó)家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術(shù)，并得到迅速推廣判呕。特別是八十年代中期昔期，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佛玄。到目前為止硼一，美國(guó)、西歐梦抢、日本等十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)有一百多家公司從事該工藝技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)般贼、研制與銷售工作。日本在競(jìng)爭(zhēng)上十分積極奥吩，并且表現(xiàn)突出哼蛆，許多大型株式會(huì)社均參與MIM工業(yè)的推廣，這些公司包括有太平洋金屬划搓、三菱制鋼沮念、川崎制鐵、神戶制鋼验脐、住友礦山澜碎、精工--愛普生、大同特殊鋼等织活。目前日本有四十多家專業(yè)從事MIM產(chǎn)業(yè)的公司嫡境，其MIM工業(yè)產(chǎn)品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國(guó)贯森。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)褒饱、研制與銷售工作沛目，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)援儡，代表著粉末冶金技術(shù)發(fā)展的主方向MIM技術(shù)莲赐。
金屬粉末注射成型技術(shù)是集塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)酿装、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)物愧杯，利用模具可注射成型坯件并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度鞋既、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)耍铜、功能特性的制品邑闺，并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革棕兼。該工藝技術(shù)不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少陡舅、無切削或少切削、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)伴挚，而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品靶衍、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低茎芋、不易成型薄壁颅眶、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，特別適合于大批量生產(chǎn)小型田弥、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件涛酗。工藝流程粘結(jié)劑→混煉→注射成形→脫脂→燒結(jié)→后處理。
粉末金屬粉末
MIM工藝所用金屬粉末顆粒尺寸一般在0.5~20μm安仁；從理論上講居鸳，顆粒越細(xì)，比表面積也越大吠童，易于成型和燒結(jié)常彰。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输奢，使混合料在注射機(jī)料筒中加熱具有流變性和潤(rùn)滑性盼涵，也就是說帶動(dòng)粉末流動(dòng)的載體。因此屉韧，粘接劑的選擇是整個(gè)粉末的載體彤擒。因此且险，粘拉選擇是整個(gè)粉末注射成型的關(guān)鍵。對(duì)有機(jī)粘接劑要求：
1.用量少锯叮，用較少的粘接劑能使混合料產(chǎn)生較好的流變性敛旗；
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)坦报；
3.易去除库说，在制品內(nèi)不殘留碳。
混料
把金屬粉末與有機(jī)粘接劑均勻摻混在一起片择，使各種原料成為注射成型用混合料潜的。混合料的均勻程度直接影響其流動(dòng)性字管，因而影響注射成型工藝參數(shù)啰挪，以至最終材料的密度及其它性能。注射成形本步工藝過程與塑料注射成型工藝過程在原理上是一致的嘲叔，其設(shè)備條件也基本相同亡呵。在注射成型過程中，混合料在注射機(jī)料筒內(nèi)被加熱成具有流變性的塑性物料硫戈，并在適當(dāng)?shù)淖⑸鋲毫ο伦⑷肽＞咧忻淌玻尚统雒鳌Ｗ⑸涑尚偷拿鞯奈⒂^上應(yīng)均勻一致丁逝，從而使制品在燒結(jié)過程中均勻收縮汁胆。
萃取
成型毛坯在燒結(jié)前必須去除毛坯內(nèi)所含有的有機(jī)粘接劑，該過程稱為萃取霜幼。萃取工藝必須保證粘接劑從毛坯的不同部位沿著顆料之間的微小通道逐漸地排出撰类，而不降低毛坯的強(qiáng)度。粘結(jié)劑的排除速率一般遵循擴(kuò)散方程庵伙。燒結(jié)燒結(jié)能使多孔的脫脂毛坯收縮至密化成為具有一定組織和性能的制品英嬉。盡管制品的性能與燒結(jié)前的許多工藝因素有關(guān)，但在許多情況下哆沽，燒結(jié)工藝對(duì)最終制品的金相組織和性能有著很大份肠、甚至決定性的影響。
后處理
對(duì)于尺寸要求較為精密的零件贬嚷，需要進(jìn)行必要的后處理僧少。這工序與常規(guī)金屬制品的熱處理工序相同。
MIM工藝的特點(diǎn)MIM工藝與其它加工工藝的對(duì)比
MIM使用的原料粉末粒徑在2-15μm汇光，而傳統(tǒng)粉末冶金的原粉粉末粒徑大多在50-100μm供撵。MIM工藝的成品密度高，原因是使用微細(xì)粉末旱谐。MIM工藝具有傳統(tǒng)粉末冶金工藝的優(yōu)點(diǎn)蔗括，而形狀上自由度高是傳統(tǒng)粉末冶金所不能達(dá)到的孵堪。傳統(tǒng)粉末冶金限于模具的強(qiáng)度和填充密度，形狀大多為二維圓柱型虽风。
傳統(tǒng)的精密鑄造脫燥工藝為一種制作復(fù)雜形狀產(chǎn)品極有效的技術(shù)棒口，近年使用陶心輔助可以完成狹縫、深孔穴的成品辜膝，但是礙于陶心的強(qiáng)度无牵，以及鑄液的流動(dòng)性的限制，該工藝仍有某些技術(shù)上的困難厂抖。一般而言茎毁，此工藝制造大、中型零件較為合適忱辅，小型而復(fù)雜形狀的零件則以MIM工藝較為合適七蜘。比較項(xiàng)目制造工藝MIM工藝傳統(tǒng)粉末冶金工藝粉末粒徑(μm)2-1550-100相對(duì)密度(%)95-9880-85產(chǎn)品重量(g)小于或等于400克10-數(shù)百產(chǎn)品形狀三維復(fù)雜形狀。
二維簡(jiǎn)單形狀機(jī)械性能優(yōu)劣
MIM制程和傳統(tǒng)粉末冶金法的比較壓鑄工藝用在鋁和鋅合金等熔點(diǎn)低墙懂、鑄液流動(dòng)性良好的材料橡卤。此工藝的產(chǎn)品因材料的限制，其強(qiáng)度垒在、耐磨性、耐蝕性均有限度扔亥。MIM工藝可以加工的原材料較多愚贩。
精密鑄造工藝，雖然在近年來其產(chǎn)品的精度和復(fù)雜度均提高摹跑，但仍比不上脫蠟工藝和MIM工藝米搭，粉末鍛造是一項(xiàng)重要的發(fā)展，已適用于連桿的量產(chǎn)制造胚砰。但是一般而言避纤，鍛造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)一步解決敬魏。
傳統(tǒng)機(jī)械加工法蜂棒、近來靠自動(dòng)化而提升其加工能力，在效果和精度上有極大的進(jìn)步底盅，但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削董株、刨、銑揉贡、磨膛姊、鉆孔、拋光等)來完成零件形狀的方式拣挪。機(jī)械加工方法的加工精度遠(yuǎn)優(yōu)于其他加工方法擦酌，但是因?yàn)椴牧系挠行Ю寐实途阒睿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)械加工完成赊舶。相反睁搭，MIM可以有效利用材料，不受限制锯岖，對(duì)于小型介袜、高難度形狀的精密零件的制造，MIM工藝比較機(jī)械加工而言出吹，其成本較低且效率高遇伞，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
MIM技術(shù)并非與傳統(tǒng)加工方法競(jìng)爭(zhēng)捶牢，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鸠珠。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(zhǎng)。MIM工藝在零部件制造方面所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可成型高度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)零件秋麸。
注射成型工藝技術(shù)利用注射機(jī)注射成型產(chǎn)品毛坯渐排，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)筒臂。以往在傳統(tǒng)加工技術(shù)中先作成個(gè)別元件再組合成組件的方式烤酌，在使用MIM技術(shù)時(shí)可以考慮整合成完整的單一零件，大大減少步驟脚自、簡(jiǎn)化加工程序惫康。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联缝。
注射成型工藝可直接成型薄壁赢瘦、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，制品形狀已接近最終產(chǎn)品要求苇葫，零件尺寸公差一般保持在±0.1-±0.3左右汇泰。特別對(duì)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堰聪。
制品微觀組織均勻柄立、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缝帝，使得壓制壓力分布非常不均勻赃阀，也就導(dǎo)致了壓制毛坯在微觀組織上的不均勻，這樣就會(huì)造成壓制粉末冶金件在燒結(jié)過程中收縮不均勻擎颖，因此不得不降低燒結(jié)溫度以減少這種效應(yīng)榛斯，從而使制品孔隙度大、材料致密性差搂捧、密度低驮俗，嚴(yán)重影響制品的機(jī)械性能懂缕。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王凑，進(jìn)而使燒結(jié)制品密度可達(dá)到其材料的理論密度搪柑。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)度增加索烹、韌性加強(qiáng)工碾，延展性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性得到改善百姓、磁性能提高渊额。效率高，易于實(shí)現(xiàn)大批量和規(guī)睦萋＃化生產(chǎn)驶滚。
MIM技術(shù)使用的金屬模具，其壽命和工程塑料注射成型具模具相當(dāng)北拔。由于使用金屬模具换秧，MIM適合于零件的大量生產(chǎn)。由于利用注射機(jī)成型產(chǎn)品毛坯以搏，極大地提高了生產(chǎn)效率辫航，降低了生產(chǎn)成本，而且注射成型產(chǎn)品的一致性钉拯、重復(fù)性好漓惕，從而為大批量和規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)提供了保證屋包。適用材料范圍寬官孝，
應(yīng)用領(lǐng)域廣闊(鐵基努禽，低合金厌圈，高速鋼，不銹鋼丸匀，克閥合金摩疑，硬質(zhì)合金)
可用于注射成型的材料非常廣泛，原則上任何可高溫澆結(jié)的粉末材料均可由MIM工藝造成零件畏铆，包括了傳統(tǒng)制造工藝中的難加工材料和高熔點(diǎn)材料雷袋。此外，MIM也可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行材料配方研究辞居，制造任意組合的合金材料楷怒，將復(fù)合材料成型為零件。注射成型制品的應(yīng)用領(lǐng)域已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域瓦灶，具有廣闊的市場(chǎng)前景鸠删。
注射成型制品的性能與成本分析
MIM工藝采用微米級(jí)細(xì)粉末抱完，既能加速燒結(jié)收縮，有助于提高材料的力學(xué)性能刃泡，延長(zhǎng)材料的疲勞壽命巧娱，又能改善耐、抗應(yīng)力腐蝕及磁性能烘贴。表1中列出一些MIM材料的基本性能禁添。材料密度g/cm3硬度拉伸強(qiáng)度MPa彎曲強(qiáng)度MPa延伸率%矯頑力(A/cm)鐵基合金98Fe2Ni7.4187HRB552----5.5----92Fe8Ni7.5088HRB560----8----95.5Fe2NiCu0.5Mo7.4099HRB682----3.3----不銹鋼3047.4242HRB520----20----3167.6042HRB520----20----硬質(zhì)合金YG614.60--------1460----173YG814.50--------1680----124YT1510.45--------1140----117鎢合金90%W17.90320HV30920----6----93%W18.30310HV30900----10----97%W18.50350HV30880----6----
注：*該數(shù)據(jù)為相對(duì)密度MIM工藝成本分析對(duì)于過硬，過脆難以切削的材料或幾何形狀復(fù)雜庸伏、鑄造時(shí)原料有偏析或污染的零件与笛，采用MIM工藝可大幅度節(jié)約成本。以加工打字機(jī)印刷元件導(dǎo)桿為例完簿，通常需14道能上能下上工序沙螺；而采用MIM工藝只需6道工序，可節(jié)約一半左右的成本聚灸。當(dāng)材料成本/制造成本的比率增加時(shí)娇皇，潛在的成本更能降低。因此零件越小越復(fù)雜朱鹤，經(jīng)濟(jì)效益將越好呛仁。通過以上分析，可以看出MIM成型的潛力是很大的延杯。
MIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域.
1.計(jì)算機(jī)及其輔助設(shè)施：如打印機(jī)零件捅没、磁芯、撞針軸銷玫斋、驅(qū)動(dòng)零件舀黄。
2.工具：如鉆頭、刀頭蚯涮、噴嘴治专、槍鉆、螺旋銑刀遭顶、沖頭张峰、套筒、扳手棒旗、電工工具喘批，手工具等。
3.家用器具：如表殼铣揉、表鏈饶深、電動(dòng)牙刷、剪刀、風(fēng)扇敌厘、高爾夫球頭凸主、珠寶鏈環(huán)、圓珠筆卡箍额湘、刃具刀頭等零部件卿吐。
4.醫(yī)療機(jī)械用零件：如牙矯形架、剪刀忘哼、鑷子疏悯。
5.軍用零件：導(dǎo)彈尾翼、槍支零件锨穷、彈頭歉冷、藥型罩、引信用零件岗憨。
6.電器用零件：電子封裝乳后，微型馬達(dá)、電子零件帝膊、傳感器件确奄。
7.機(jī)械用零件：如松棉機(jī)、紡織機(jī)僻跳、卷邊機(jī)闪铸、辦公機(jī)械等。
8.汽車船舶用零件：如離合器內(nèi)環(huán)茶月、拔叉套需五、分配器套、汽門導(dǎo)管轧坎、同步轂宏邮、安全氣囊件等。
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