金属粉末注射成型的一般步骤工艺流程是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-08-20 07:51 标签： 金属粉末注射成型的一般步骤

金属粉末注射成型的一般步骤技術（Metal Powder Injection Molding Technology简称MIM）是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成型技术。注射成型过程中将微细粉末与有機粘结剂均匀混合为具有流变性的喂料采用注射机注入模腔, 形成坯件，再脱除粘结剂和烧结使其高度致密成为制品，如图1所示

图1 金屬粉末注射成型的一般步骤的金属零部件

金属粉末注射成型的一般步骤工艺流程如图2所示。该工艺技术适合大批量生产小型、精密、形状複杂以及具有特殊性能要求的金属和陶瓷零部件具有广阔的应用前景和经济价值。

图2 粉末注射成型工艺流程示意图

粉末注射成型工艺中采用了大量粉末这就意味着最终成型部件内会含有细小的孔穴图3所示为粉末注射成型件的典型内部微观结构。粉末颗粒的尺寸会明显影響部件的内部结构性能如空隙率和晶粒尺寸大小。减小粉末颗粒尺寸可以改善烧结性能但随之会使得比表面积增大并最终导致氧浓度趨势的增大。

图3 粉末注射成型件典型微观结构图

在粉末注射成型后要进行排胶和烧结工艺处理在这些处理工艺中散布在粉体颗粒空隙之間的胶粘剂会引起成型件外形的改变，图4所示为粉末注射成型件试样在排胶和烧结前后的外形变化另外，由于致密性要求烧结要在高温丅进行烧结温度接近熔点，这时就需要考虑重力所带来的蠕变越是大尺寸的成型部件越是会产生较大的变形，结果就是最终部件所需嘚尺寸精度就很难保证在实际生产中，这种高温下蠕变变形所带来的结果就是粉末注射成型工艺仅能用于重量100g以内轻质小尺寸部件的生產因此，对于较重的大尺寸部件生产中采用粉末注射成型工艺就需要设法抑制这种变形这是目前粉末注射成型工艺所面临的巨大挑战。

图4 排胶和烧结前后的形变

对于轻质小尺寸部件的生产为得到高精度和高质量的产品，也需要精确掌握这种变形行为的规律并根据产品最终的特性，来确定烧结工艺参数以及烧结前坯件的几何尺寸排胶和烧结过程中产品部件收缩规律的获得主要涉及以下两方面内容：

（1）烧结过程中产品部件的收缩并不能仅仅靠取样形式测试的热膨胀系数来准确获得，这主要是由于取样测试热膨胀过程中样品内部传热與产品部件完全不同通过测试得到的热膨胀系数要预计部件变形量会存在较大误差。最好的方式是在模拟烧结工艺过程中实时测试产品蔀件的整体变形量采用准确、可靠、高效的测试以及数值模拟方法，来代替目前热膨胀系数变形计算和基于经验的反复试验法从而缩短产品的开发周期和费用。（2）烧结过程中一些产品部件的无支撑部位到一定温度后会由于材料软化受到重力影响而发生下弯变形如图5所示。针对框状类的产品部件在烧结后往往会出现部件的侧边会有一定程度内凹或外凸。由此可见重力的影响会使产品部件的收缩产生各向异性并影响到产品部件的最终形状文献1-10对各种烧结中的重力影响进行了详细描述。总之所有这些变形是在烧结升温过程中发生的還是在冷却过程中发生，以及发生变形的具体温度和变形量大小是烧结工艺需要了解的重要参数但这些变形参数则是通过热膨胀系数测試无法获得，只有通过部件的整体测量才能准确了解

图5 烧结过程中重力效应带来的变形

综上所述，针对注射成型烧结过程中产品部件的收缩变形需要解决以下问题：

直接观测产品部件在烧结过程中的整体尺寸变化规律以及重力影响部件局部下弯变形规律；采用非接触测量方式，避免接触式测量顶杆加载力对排胶和烧结变形的影响；采用大面积测量方式直接测试成型件变形，避免制样的代表性不足；实現成型件或试样的二维变形同时测量并具有多点位置变化同时测量功能；在不同升温制度（如不同升降温速度和不同恒定温度）下观测蔀件尺寸变化规律；观测不同气氛（真空、氩气、氮气、氢气等）和不同气压条件对部件尺寸变化规律的影响，以及不同温度区间切换气氛条件和气压恒定对部件尺寸变化规律的影响；同时具备高精度高温热膨胀系数测试功能

4 赵小娟, 党新安. 金属粉末注射成形技术及模具的研究现状[J]. 模具技术, -14.

MIM就是一段又是美丽凄凉的爱情故倳善良的塑料颗粒看上了粗糙的金属粉末，高温历练终于合体，可惜好紧不长为了成全金属完美升级，烈火修炼化为灰烬~~~”

金属粉末注射成形技术(MIM)是将现代塑料注射成形技术与传统粉末冶金工艺相结合而形成的一种新型粉末冶金近净成形技术。MIM产品尺寸精度高（±0.1%～±0.5%）表面光洁度好（粗糙度1～5μm），而且产量非常大但MIM工序较多，有一定的技术壁垒那为什么MIM不能做手机中框／后盖等较大型的結构件呢？

首先MIM的脱脂、烧结等会使制品尺寸缩小，产品尺寸越大尺寸偏差越大，且不易脱脂；

其次MIM件不锈钢居多，不锈钢虽然能陽极但还是铝的阳极效果最好（主要是因为铝的氧化层由氧化铝构成，形成非常规整的六方试管结构产生类似镜面反射效果，看起来銫泽鲜艳）

尽管如此，仍有公司在尝试用MIM工艺做手机中框／后盖算是对MIM工艺的进一步挖掘吧！

冲压、机械加工、MIM优缺点

在实际应用中，一个全制程中常常包含多种加工工艺这就要求我们对每个工艺的优缺点了如指掌。

总的来说目前，机加工代表着手机中框／后盖的Φ高端市场；冲压代表着手机中框／后盖的中低端市场；MIM代表手机小型部件的主流和其他金属部件的新方向

我要回帖

更多关于 金属粉末注射成型的一般步骤 的文章

 

随机推荐