综合辅导：金属粉末注射成型技术（一）

金属粉末注射成形(MIM)是一种新型的粉末冶金近净成形技术，是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金而形成的。其基本工艺流程为:首先将固体粉末和有机粘结剂混合均匀，造粒，然后在加热塑化状态下(~150℃)通过注射成型机注射到模具型腔中固化，然后通过化学或热分解去除成型坯体中的粘结剂，最后烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优良、生产成本低的特点。其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗设备、办公设备、汽车、机械、五金、运动器材、钟表业、兵器和航空航天等领域。因此，国际上普遍认为，该技术的发展将引发零件成形加工技术的革命，被誉为“目前最热门的零件成形技术”和“21世纪的成形技术”。
美国加州Parmatech公司在1973年发明了这项技术。80年代初，欧洲很多国家和日本也下大力气研究这项技术，并很快推广开来。尤其是80年代中期，这项技术产业化以来，发展突飞猛进，每年以惊人的速度递增。截至目前，已有美国、西欧、日本等十多个国家和地区的100多家公司从事该技术的产品开发、研究和销售。日本竞争非常活跃，表现突出。很多大公司都参与了MIM产业的推进，包括太平洋金属、三菱制铁、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工-爱普生、大同特钢等。目前，日本专门从事MIM工业的公司有40多家，其MIM工业产品的销售总额早已超过欧洲，赶上美国。迄今为止，全世界已有一百多家公司从事该技术的产品开发、研究和销售，因此MIM技术已成为新型制造业中最活跃的前沿技术领域。它是世界冶金工业的前沿技术，代表了粉末冶金技术发展的主要方向。
金属粉末注射成型技术是多学科的产物，如塑料成型技术、高分子化学、粉末冶金技术和金属材料科学等。用模具注射成型毛坯，将高密度、高精度、三维复杂形状的结构件快速、准确地物化为具有一定结构和功能特征的产品，并直接批量生产，是制造技术行业的一次新革命。该技术既具有常规粉末冶金工序少、无切削或少切削、经济效益高的优点，又克服了传统粉末冶金产品材料不均匀、力学性能低、薄壁成型困难、结构复杂等缺点，特别适用于小型、复杂、特殊金属零件的批量生产。工艺粘结剂→混合→喷射成形→脱脂→烧结→后处理
粉末金属粉末
MIM工艺所用金属粉末的粒度一般为0.5 ~ 20 μm；理论上颗粒越细，比表面积越大，容易成型烧结。而传统的粉末冶金工艺使用的是大于40μm m的较粗粉末，有机粘结剂的作用是粘结金属粉末颗粒，使混合物在喷射机的机筒内受热时具有流变性和润滑性，也就是说是驱动粉末流动的载体。所以粘结剂的选择是整个粉末的载体。因此，粘接和拉伸的选择是整个粉末注射成型的关键。对有机粘合剂的要求:
1。使用较少的粘合剂，使混合物具有更好的流变性；
2。不发生反应，在去胶过程中不与金属粉末发生化学反应；
3。易于清除，产品中无碳残留。将混合金属粉末和有机粘结剂均匀地混合在一起，从而使各种原料成为用于注射成型的混合物。混合物的均匀性直接影响其流动性，从而影响注塑成型的工艺参数，甚至最终材料的密度等性能。注射成型的工艺与塑料注射成型原理相同，其设备条件也基本相同。在注射成型的过程中，混合物在注塑机的机筒中被加热成具有流变性的塑料材料，然后在适当的注射压力下注射到模具中形成坯料。微观上，喷涂坯体要均匀，这样制品在烧结过程中才能均匀收缩。在烧结之前，必须去除提取坯体中包含的有机粘合剂。这个过程被称为提取。提取过程必须保证粘合剂沿着晶粒间的微小通道从坯料的不同部分逐渐排出，而不降低坯料的强度。粘合剂的去除速率通常遵循扩散方程。烧结可以使多孔脱脂坯体收缩致密，成为具有一定结构和性能的产品。虽然产品的性能与烧结前的诸多工艺因素有关，但在很多情况下，烧结过程对最终产品的金相组织和性能有很大甚至决定性的影响。后处理对于有精确尺寸要求的零件，需要进行必要的后处理。这一过程与常规金属产品的热处理过程相同。
MIM工艺的特点MIM工艺与其他加工工艺的比较
MIM所用原粉的粒度为2-15μm，而传统粉末冶金的大多为50-100μm，MIM工艺的成品密度高是因为使用了细粉。MIM工艺具有传统粉末冶金工艺的优点，但形状自由度高，是传统粉末冶金所不能达到的。传统粉末冶金受模具强度和填充密度的限制，形状多为二维圆柱形。传统的精密铸造干燥工艺是制造复杂形状产品的非常有效的技术。近年来，带狭缝和深孔的成品可以用陶瓷型芯完成，但由于陶瓷型芯的强度和铸液的流动性，这种工艺仍有一定的技术难度。一般来说，这种工艺更适合制造大中型零件，而MIM工艺更适合制造小型复杂零件。项目制造工艺MIM工艺与传统粉末冶金工艺的比较粉末粒度(微米)2-1550-100相对密度(%)95-9880-85产品重量(g)小于等于400g产品形状10-100个产品形状三维复杂形状二维简单形状力学性能MIM工艺与传统粉末冶金工艺的比较压铸工艺用于铝、锌合金等熔点低、铸液流动性好的材料，由于材料的限制，这种工艺制成的产品强度、耐磨性、耐腐蚀性都受到限制。