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五金結構件-粉末冶金

金屬粉末注射成型技術（metal Injection Molding，簡稱MIM技術）是集塑料成型工藝學、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多學科相互滲透與交叉的產物，利用模具可注射成型坯件并通過燒結快速制造高密度、高精度、三維復雜形狀的結構零件，能夠快速準確的將設計思想物化為具有一定結構、功能特性的制品并可直接批量生產出零件，是制造技術行業一次新的變革。該工藝技術不僅具有常規粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經濟效益高等優點，而且克服了傳統粉末冶金工藝制品密度低、材質不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、復雜結構的缺點，特別適合于大批量生產小型、復雜以及具有特殊要求的金屬零件。MIM(metalInjectionMolding，金屬注射成型)雖然是一個小行業，相關從業人員不超過幾百萬。

金屬學基礎

鐵碳合金的基本組織

　　①奧氏體：碳溶于r-Fe中的間隙式固溶體稱為奧氏體，常用A表示。因為面心立方晶格的r-Fe總的間隙量雖比a-Fe的小，但空隙半徑比較大，所以能溶較多的碳。碳在r-Fe中的溶解度隨溫度升高而增加，在727度時為0.77%，在1148度時達到峰值2.11%。實際操作中，需要注意的是工件發黑前除銹和除油的質量，以及發黑后的鈍化浸油。

　　奧氏體塑性很好，強度和硬度也比鐵素體高。

　　②鐵素體：碳溶于a-Fe中的間隙式固溶體稱為鐵素體，常用F表示。因為體心立方晶格的a-Fe總的間隙量雖大，但是間隙半徑卻很小，所以碳在a-Fe中的溶解度很小，室溫下不超過0.005%，隨著溫度升高，溶解度略有增加，在727度時達到峰值，也僅有0.0218%。分解氨是液氨經熱分解后獲得的由氫和氮組合的混合氣體，在粉末冶金中即可作為還原劑，也用來作為燒結氣氛，除了某些含有氮成分的制品因與該氣氛產生化學反應不能采用這種氣氛燒結以外，大多數的金屬都可采用這種氣氛來燒結。

　　鐵素體含碳量很低，其性能接近純鐵，是一種塑性、韌性高和強度、硬度低的組織。

　　③珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機械混合物叫做珠光體，常用P表示。珠光體的平均含碳量為0.77%。其性能介于鐵素體和滲碳體之間。一般情況下，珠光體中鐵素體和滲碳體呈片狀交替分布，稱為片狀珠光體。3%，如果產品要求的公差很嚴格，MIM燒結件就需要二次加工，如CNC，數控車等，MIM的成本也趨向于增加，需要評估比較。通過熱處理可以使滲碳體呈顆粒狀分布在鐵素體基體上，叫做球狀珠光體或粒狀珠光體。

　　④滲碳體：滲碳體是鐵與碳的化合物，常用Fe3C表示。滲碳體的含碳量為6.69%，熔點約為1227度，晶體結構復雜，硬度很高，脆性極大，幾乎沒有塑性。

　　一般來說，在鐵碳合金中，滲碳體越多，合金就越硬，越脆。

　　⑤馬氏體：鋼加熱到一定溫度（形成奧氏體）后經迅速冷卻（淬火），得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織，常用M表示,馬氏體是體心正方結構。

　　馬氏體轉變速度極快，轉變時體積產生膨脹，在鋼絲內部形成很大的內應力，所以淬火后的鋼絲需要及時回火，防止應力開裂。

影響MIM不銹鋼喂料的流動性的三大因素

金屬注射成形工藝(簡稱MIM)是將金屬粉末和有機粘結劑經過混煉、造粒成混合料顆粒，再通過注射成形的方式制造成特定性狀制品的方法，特別適合于小型、復雜精密金屬零件的制造，也得到了相當所的精密零件制造商的認可和使用，在當今金屬制品成形領域占有重要地位。金屬熱處理有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝，俗稱“四把火”。

    該工藝需要事先準備好注射料，也就是常說的MIM喂料，且對喂料的流變性有著比較苛刻的要求。MIM當前常用的兩種喂料是鐵基喂料（如Fe2Ni，Fe8Ni）和不銹鋼喂料（如SUS316L，SUS630即17-4，SUS304等），隨著近年來不銹鋼制品的需求越來越大，關于不銹鋼喂料的研究也迅速升溫。表面處理是通過一種材料經過加工轉化為另一種物體表面的方式叫表面加工，主要是為了提高物體表面的美觀感，金屬表面工藝處理還可以保護材料不受環境污染破壞，目前我們常見的有烤漆和電鍍兩種。

    喂料的特性，直接影響后續所有工藝的參數以及成品的品質特性。今天小編就已常用的不銹鋼為例為例，和大家一起來看一下生產工藝參數中影響不銹鋼喂料流動性的三大因素。

一， 粉末裝載量。粉末裝載量是一個比值，指的是粉末體積占喂料總體積的百分數。粉末裝載量越大，說明喂料中粉末所占的比重越大，此時喂料的粘度增大，流變性相應變差;當粉末裝載量變小時，粘結劑所占比重相應變大，此時喂料的粘度減小，流動性轉好。但也不是粘結劑越多越好。金屬粉末注射成型技術的工作原理金屬粉末注射成型技術是將現代塑料噴射成形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形技術。還要考慮粘結劑的量對后續其他工藝的影響。

二， 剪切速率。在注射成形過程中，不銹鋼喂料在高的剪切速率下而流動，所以喂料受到高剪切力發熱，發熱之后粘度降低，因此流動性強;反之當喂料在低的剪切速率下流動，受到較低的剪切力發熱較慢，粘度不會明顯降低，流動性也相應比較差。

三， 溫度。這里主要指的是注射成形時的注射溫度以及進入模腔后的溫度。②可以消除網狀二次滲碳體，并使珠光體細化，不但改善機械性能，而且有利于以后的球化退火。溫度的影響對于不銹鋼喂料來講是個加熱的過程，溫度通過對著喂料粘度的影響而影響其流動性，當溫度升高時，喂料的粘度會變小，相應的流動性變強，當溫度降低時，喂料粘度變大，流動性也會比較差

國內當前粉末冶金零件行業的挑戰

當前粉末冶金零件行業和企業面臨嚴峻的市場挑戰。整個行業處于發展中的緊要關頭。近幾年來，市場需求不斷擴大，粉末冶金零件行業和企業發展很快。但是，企業長期處于“上擠下壓”的環境中。原輔材料大幅度漲價，而主機廠不斷降價。使企業的利潤空間受到巨大沖擊，生存面臨嚴重考驗。隨著原輔材料開始大幅度漲價，使原本十分脆弱的企業利潤雪上加霜。發黑時所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯的表面，只是所需時間有些長短而已。國內粉末冶金零件廠的產品價格出現了更大偏移。

　　為促進粉末冶金行業和諧健康持續發展，遵循科學發展觀，營造公平公正的競爭環境，保護企業利益，維護粉末冶金制品行業形象，提倡全行業共同努力，克服困難，度過難關。

　　首先，產業要加強廠際合作，加強交流溝通，穩定各自市場份額，反對行業內部采取不正當競爭行為。團結協作，相互尊重，共同進步，實現雙贏。

　　其次，鑒于當前形勢，根據國際慣例，建議各會員單位根據本企業產品的技術、質量、設備、所用原料、批量大小等具體情況，在與使用單位充分協商的基礎上，適當提高產品銷售價格。若今后原輔材料繼續上漲，粉末冶金產品價格還可以隨時上調。

　　各企業在加強自身管理，加強工藝技術改進，提高產品質量，提高產品技術含量，盡可能挖掘企業內部潛力，提高企業經濟效益，促進粉末冶金行業更好更快發展的同時，為客戶提供性價比更高的產品與服務。