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發布時間：2021-09-10 11:44
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什么情況下合采用MIM工藝
MIM工藝的制程技術、材料和設備在國內已經越來越成熟，應用范圍也非常廣。
零件形狀復雜、尺寸較小以及產量大，這些都是MIM工藝的優勢。
這些強項，使其在電子數碼產品、手表、手工工具、牙齒矯正支架、汽車發動機零件、電子密封件、切削工具及運動器械中得到了大量的應用。
那么，如何判定一個產品是否應該選擇MIM工藝，也就是選擇MIM工藝的準則是什么呢？
目前主要有下列主要事項，選擇MIM工藝前需要考慮清楚。
1.
質量、切削量：對于在切削加工和磨削加工中材料損耗非常、加工非常耗時的零件，MIM在降低生產成本上極有優勢；
2.
總需求量：模具費和研發費用對于低需求量的產品，分攤下來后是很難以承受的。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。
3.
材料：MIM工藝是一種近凈成形技術，對于由鈦、不銹鋼及鎳合金之類難易切削的材料設計的零件，MIM最有吸引力。
4.
產品復雜性：MIM工藝最適合制造幾何形狀復雜的、在切削加工中需要變換很多次加工工位的多軸零件、多基準零件。
5.
使用性能：基于MIM產品的高密度，如果使用性能有需求，則MIM的高密度形成的性能有競爭力。
6.
表面粗糙度：表面粗糙度反映了粉末顆粒的大小。
7.
公差（精度要求）：MIM燒結件的公差大概為±0.3%，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。
8.
組合：為了節省庫存與組裝費用，可見多個零件固結為一個零件。
9.
缺陷：必須使MIM固有的缺陷處于非關鍵位置，或制造成型后可以除去，例如澆口印跡，頂針印跡或結合線。
10.
新型組合材料：MIM可制造出傳統工藝難以制造的新型組合材料，例如疊片的或兩種材料結構的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。
MIM常用材料的種類很多，但有幾種是主要的。若材料難以切削加工，諸如工具鋼、鈦、鎳合金或不銹鋼，對于MIM最終成型來說，是最有利的，MIM工藝可以一次性成型復雜的幾何形狀特征。
在不同的生產地點之間，用MIM可達到的性能是不同的。我們在設計之前，需要的許多性能參數都匯總與技術手冊中。
現在，我們看到了很多為MIM設計的新的材料，其中有疊片結構的（硬磁-軟磁，磁性的-非磁性的，傳導性的-絕緣的）、泡沫金屬及孔新建，這些可選擇的項目，都將MIM推進到了幾乎沒有工藝可替代的領域。
選擇MIM技術的主要準則
日本、美國及歐洲的金屬注射成形協會聯合發布ISO標準-ISO22068燒結金屬注射成形材料規范，意在于為設計與材料工程師提供用MIM工藝制造的零件規定的材料所需要的資料。關于選擇MIM工藝準則，確定有下列一些主要事項需要考慮：
☆質量/大量
對于在切削加工或磨削加工中材料損耗大的零件，MIM在降低生產成本上極有效。
☆數量
模具與創建費用對于低產量是難以承受的。因此，當年產量超過20000件時，對于MIM合適。
☆材料
對于像鈦、不銹鋼及鎳合金之類難切削加工的材料設計的零件，MIM最有吸引力。
☆復雜性
MIM工藝適合制造幾何形狀復雜的以及在切削加工中需要轉換位置的多軸零件。
☆使用性能
如果使用性能很重要，則MIM的高密度形成的性能經常都有競爭力。
☆表面粗糙度
表面粗糙度反應了粉末顆粒的大小，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。
☆公差
如果要求的公差緊密時，由于需要后續加工，MIM的成本趨向于增加，燒結件的公差大概在±0.3%。
☆組合
為了節省庫存與組裝費用，當講多個零件團結為一個零件時，可以受益。
☆缺陷
必須使MIM固有的缺陷處于非關鍵位置，或制造成形后除去例如澆口印跡、提模桿標記或接合線等。
☆新型組合材料
MIM可制造出用傳統工藝難以制造的新型組合材料，例如疊片的、兩種材料結構的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。
粉末冶金行業發展勢不可擋
粉末冶金屬于現代工業發展的朝陽產業，以制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合以及各種類型制品的工藝技術。
我國粉末冶金行業起步較晚，但發展迅猛，特別是汽車行業、機械制造、金屬行業、航空航天、儀器儀表、五金工具、工程機械、電子家電及高科技產業等迅猛發展，為粉末冶金行業帶來了較大的發展機遇。
具體數據顯示，1948年我國硬質合金產量僅有2-3萬噸，但2000年后我國粉末冶金市場迅速崛起。工藝流程：前處理→無青堿銅→無青白銅錫→鍍鉻技術特點：優點：1、鍍層光澤度高，高品質金屬外觀。2009年我國粉末冶金行業產量為11.30萬噸，超過日本躍居亞洲首位。2014年粉末冶金行業銷量達19.18萬噸，2017年增長至20.08萬噸，增幅為4.7%。
從應用領域來看，現階段，我國粉末冶金產品主要應用于汽車、家電、電動工具、摩托車、農業機械及工程機械等工業。良好的滲透性：由于靜電屏蔽效應，工件的深孔、狹縫，管件的內壁等部位難以電鍍上鋅，因此工件的上述部位無法采用電鍍的方法進行保護。隨著我國汽車行業的快速發展，粉末冶金制品本土化需求不斷擴大，2016年，應用于汽車方面的粉末冶金零件共10.09萬噸，占比54.69%，同比上升6.55%。未來下游產業的發展將會繼續拉動上游產業的發展，整個行業的容量仍在不停擴大。
汽車領域應用較少，技術相對落后
在發達國家如美國、歐洲、日本，粉末冶金產品主要應用于汽車領域，汽車粉末冶金產品占粉末冶金總產品的比例高達80%以上，其產品包括VVT(可變氣門正時系統)、VCT(可變氣門凸輪軸正時系統)、各類泵組件、鏈輪、同步環、行星齒輪等，種類覆蓋十分齊全。結合力及再涂性能好：達克羅涂層與金屬基體有良好的結合力，而且與其他附加涂層有強烈的粘著性，處理后的零件易于噴涂著色，與有機涂層的結合力甚至超過了磷化膜。
而在我國，2017年，粉末冶金市場汽車應用占比僅為60%。我國粉末冶金汽車零件占比遠低于發達國家，占比提升潛力大。
單車用量方面，中國提升空間同樣相對可觀。如上所述，與球形顆粒粉末相比，不規則形狀顆粒壓制的壓坯具有較高的生坯強度。2017年，北美粉末冶金零件單車用量可達18.6Kg，日本為8.0Kg，歐洲為7.2Kg，而中國僅為4.5Kg。這種差距產生的主要原因是，我國國內很多粉末冶金產品達不到要求的尺寸公差與性能參數，因此，汽車主機廠只能選擇成本更高的鍛造零件與機加工零件。
國內企業成本優勢顯著，進口替代空間廣闊
與國外公司相比，國內企業在人力成本、土地成本、原料成本等方面均具有優勢，能夠為主機廠與一級供應商提供更低價的粉末冶金產品。同時，國內企業交貨周期短，售后服務快速、及時，能夠為國內主機廠提供更優質的服務。
從技術角度來看，2015年，發布《中國制造2025》的通知，其中重點提出要大力發展智能制造、增材制造、新材料、生物醫用等領域。我們認為在國家政策的大力扶持下，國內粉末冶金技術有望得到快速發展，替代市場逐步由低端轉向高技術。
另外，專利申請授權量的持續增長彰顯粉末冶金技術的不斷成熟。2016年，我國鑄造、粉末冶金專利申請授權量為8295項，同比增長11.62%，近五年(2012-2016年)復合增長率為16.02%。
綜合來看，國內粉末冶金產品進口替代空間十分廣闊
日本MIM工業產品發展迅速
金屬粉末注射成型技術(metal Powder Injection Molding，簡稱MIM)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。為了達到表面光潔度（有的產品甚至要求達到鏡面效果，如蘋果的Logo產品）和去毛刺的要求，往往都會增加研磨、拋光、噴砂等表面處理工藝。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練，經制粒后在加熱塑化狀態下(~150℃)用噴射成形機注入模腔內固化成形，然后用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除，最后經燒結致密化得到最終產品。與傳統工藝相比，具有精度高、組織均勻、性能優異，生產成本低等特點，其產品廣泛應用于電子信息工程、生物醫用器械、辦公設備、汽車、機械、五金、體育器械、鐘表業、兵工及航空航天等工業領域。因此，國際上普遍認為該技術的發展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命，被譽為“當今最熱門的零部件成形技術”和“21世紀的成形技術”。
美國加州Parmatech公司于1973年發明，八十年代初歐洲許多國家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術，并得到迅速推廣。5倍，同時考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性，因此粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的。特別是八十年代中期，這項技術實現產業化以來更獲得突飛猛進的發展，每年都以驚人的速度遞增。到目前為止，美國、西歐、日本等十多個國家和地區有一百多家公司從事該工藝技術的產品開發、研制與銷售工作。日本在競爭上十分積極，并且表現突出，許多大型株式會社均參與MIM工業的推廣，這些公司包括有太平洋金屬、三菱制鋼、川崎制鐵、神戶制鋼、住友礦山、精工——愛普生、大同特殊鋼等。目前日本有四十多家專業從事MIM產業的公司，其MIM工業產品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國。到目前為止，全球已有百余家公司從事該項技術的產品開發、研制與銷售工作，MIM技術也因此成為新型制造業中最為活躍的前沿技術領域，被世界冶金行業的開拓性技術，代表著粉末冶金技術發展的主方向。
