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發布時間：2021-08-31 12:30
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金屬注射成形（MIM）發展
金屬注射成形（metal Injection Molding，MIM）是一種適于生產小型、三維復雜形狀以及具有特殊性能要求制品的近凈成形工藝。
MIM是由傳統粉末冶金工藝與現代塑料注射成型技術融合發展而來，其基本工藝過程是：將各種微細金屬粉末（一般小于20μm）按一定的比例與預設粘結劑（各種熱塑性塑料，蠟及其他材料）均勻混合，制成具有流變特性的喂料，通過注射機注入模具型腔（或多模型腔）成型出零件毛坯，毛坯件經過脫除粘結劑和高溫燒結后，即可得到微觀組織均勻、材料高度致密的各種金屬零部件。適宜批量生產,重要應用于出口產品,有公差產品,其加工工藝穩固,操作上也相對簡略。
MIM的發展進程
20世紀70年代，美國學者Wiech首先開發出一種對金屬粉末進行注射成形的粉末冶金工藝。20世紀80年代，美國倫賽爾理工學院開始開展MIM技術理論基礎和應用基礎的研究工作。美國Injectamax公司和德國BASF公司將脫脂時間從數十小時縮短到幾個小時，而且保形性得到明顯改善，產品的尺寸精度從±0.5%提高到±0.3%。21世紀后，MIM工藝進一步得到改進，新材料、新工藝不斷涌現，產業化發展迅速。形狀復雜、尺寸較小及產量大，這些都是MIM的強項，使其在手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發動機零件、電子密封、切削工具及運動器材中找到大量應用。一、電鍍電鍍是一種化學過程，它是在外界直流電源的作用下通過兩類導電在陽極和陰極兩個電極上進行氧化還原反應的過程。
我國粉末冶金行業集中度高
根據中國粉末冶金協會統計的數據，34家國內大中型粉末冶金生產企業(占53 家企業數量的64%)的累計產量長期占53家企業生產產量的占比高達85%，其中大多數汽車粉末冶金零部件生產商集中在這34 家企業中。過去十年，受益于汽車產量的增長，汽車用粉末冶金零部件需求也呈現快速增長的態勢。未來，除了汽車行業本身的增長，粉末冶金零件需求也將受益于進口替代和對機加工零件替代的雙重替代，單車的粉末冶金用量將明顯提升，保障傳統汽車粉末冶金零部件的需求將保持平穩增長。近些年，國內長三角地區通過對MIM技術的引入，隨著不斷地探索實踐，已經成功運用到汽車零部件、3C數碼類、醫用器械、工具鎖類等多個熱門領域。
從行業趨勢來看，進入2008 年以后，由于價格的優勢，世界粉末冶金的生產中心逐步往中國轉移，日本本土的產量出現了明顯的下降。根據中國粉末冶金協會的統計，以34 家粉末冶金企業產量為基數，2009/2010/2011 車用粉末冶金的單車用量分別為3.1/3.6/3.76kg/輛，用量增長趨勢明顯，在經歷了2012 年短暫的下滑后，2013年又重回3.71kg/輛的水平。行業代表包括上海富馳高科技股份有限公司，是目前國內先進的龍頭企業，也培養了一大批MIM技術人才。產業信息網認為，考慮到車輛節能、輕量化及產品精度化的訴求，伴隨未來中國粉末冶金生產企業規模做大，技術加強和依舊強勁的成本優勢，車用粉末冶金零件進口替代趨勢下的需求增長仍將持續發生
金屬粉末顆粒狀及制造方法對mim公工藝的影響
MIM是一種將傳統粉末冶金和現代塑料注塑成形技術結合而成的新型金屬成形工藝。金屬注射成形工藝對于金屬粉末的選擇有嚴格標準，這是因為粉末顆粒的形狀可以左右制品的質量。
好的金屬喂料才可以成形好的產品，而好的粉末會成就好的金屬喂料，這也就是說金屬粉末的好壞影響著MIM制品的性能。那么怎樣才算是好的金屬粉末呢?
行業經過多年的生產實踐和行業專家的理論研究發現，越是粒度細小、顆粒均勻、接近球狀的粉末顆粒越適合制造喂料，這樣的粉末制成的喂料在后續的制品成形過程中流動性良好，有利于整個MIM工藝的順利完成，而且脫粘容易，脫粘后的坯件在燒結過程中收縮均勻且程度較小。密煉機是在開煉機的基礎上發展起來的一種高強度間隙性的混煉設備。
但是在實際生產中，由于成本、技術等多方面因素影響，用來生產喂料的金屬粉末原料并不都是“很好”的。甚至是我們認為好的粉末原料也難免因為成形部件的形狀不易保持而影響到MIM成形工藝的效果。例如金屬注射成形工藝中用到的鋼粉雖然是球形的，粒度大小也符合工藝要求，但是因為顆粒間的咬合力小，制品形狀很難維持。因此，當產品的年需求量達到或超過2萬件時，可以考慮選擇MIM工藝。
于是人們就想，那把球形的粉末換成不規則形狀的會不會好一點呢?粉末冶金生胚強度的概念粉末冶金生坯強度是指冷壓的粉末壓坯的機械強度。事實證明，這種改變雖然增加了顆粒間的咬合力，但是卻不能使金屬喂料在加熱狀態下還能保持較好的流動性，減弱了制品的均勻性，嚴重影響到MIM坯件的脫粘和燒結環節，以致影響最終的制品性能和成品率。
可見想要獲得性能、形狀穩定的制品還要另想改善措施，目前制造金屬喂料使用的金屬粉末一般分為兩種：氣霧化粉末和水霧化粉末。這兩種粉末形狀性質迥異，單獨用哪種都不能獲得好的喂料。
氣霧化粉中加入水霧化粉可提高注射成形件的形狀保持能力,降低各向異性收縮。若混合粉的自然坡度角小,則說明顆粒間的相互作用小,所制部件在燒結后各向異性收縮較大。氣霧化粉含量大的試樣,脫粘后易于坍塌。使用水霧化粉末,可保持形狀而不損害其力學性能。顆粒的不規則形狀影響混合粉的燒結性,使用較大比例的水霧化粉可促進致密化?！畋砻娲植诙缺砻娲植诙确磻朔勰╊w粒的大小，然而不像其他競爭的工藝，可控的織構可能對成本沒有什么影響。
綜上所述，金屬粉末顆粒形狀對MIM工藝的影響是根源性和最終性的，選擇合適的金屬粉末制成合適的金屬喂料對成形高質量的MIM制品至關重要。
熱流道技術
熱流道注射模具是真正的無流道凝料注射模具，熱流道技術是注射工藝過程中的一項先進技術。
通過精密的設計、制造和控制技術，使整個流道內的注射料始終保持熔融狀態，不產生流道凝料，不流涎，不使注射料過熱分離或降解。
熱流道結構主要是有主流道噴嘴、流道板、噴嘴、加熱和測溫元件、安裝和緊固零件組成。
由于技術難度很高，整個熱流道系統目前一般有專業的公司設計制造。整套復雜的熱流道模具有經驗豐富的注射模具企業和熱流道裝備公司共同設計和制造，以保證注射成型順利的進行。
熱流道系統模具結構復雜，成本較高，適合大批量連續生產:
-采用熱流道系統無流道凝料脫模過程，整個注射過程更容易實現自動化控制；
-沒有流道回收料摻入使用，生產過程穩定性提高，大批量生產產品質量一致性提高；
-流道壓力損失減小，注射壓力可以降低，降低了注射料分離降解的傾向，降低了產品的殘余應力，減小變形；
-保壓時間更長且有效，減小注射件的收縮率，零件各部位密度更加均勻；
-可以制造尺寸更大、壁厚更薄、形狀更加復雜、精度更高的制品；
-與通常MIM模具不能采用的潛伏式澆口結合，減少毛坯澆口處理環節，可以提高生產效率；
-節約能源，大批量生產可以降低成本。
