MIM工艺介绍解析

MIM工艺介绍东莞市锐意金属制品有限公司•平生邮箱：[e-mail]:50160307•电话：[phone]•移动电话：[phone]•传真：[phone]•地址：中国广东东莞市塘厦镇清湖头工业区清风路2号•邮编：523710•公司主页：••本公司主要经营不锈钢精密铸造零件金属注射成型粉末冶金零件五金冲压件等金属零件。主要零件类型有：•1》单相不锈钢零件:201202304316316l410440440A440B440C...•2》双相不锈钢零件：220523042502等耐腐蚀耐高温件•3》Ti及其钛合金零件，其它稀有金属MIM零件MIM简介•MIM简介•金属注射成形•(MetalInjectionMolding,MIM)••是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂，再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品还可能要进行进一步致密化处理、热处理或机加工。烧结产品不仅具有与塑料注射成形法所得制品一样的复杂形状和高精度，而且具有与锻件接近的物理、化学与机械性能。该工艺技术适合大批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的金属零部件的制造。••MIM是PIM（PowderInjectionMolding，粉末注射成型）的一种，作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规粉末冶金和机加工方法无法比拟的优势。MIM能制造许多具有复杂形状特征的零件：如各种外部切槽，外螺纹，锥形外表面，交叉通孔、盲孔，凹台与键销，加强筋板，表面滚花等等，具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。由于通过MIM制造的零件几乎不需要再进行机加工，所以减少了材料的消耗，因此在所要求生产的复杂形状零件数量高于一定值时，MIM就会比机加工方法更为经济。MIM工艺流程1•东莞锐意经过近20年的发展，已经具备成熟的全系列产品生产、加工、质检、模具等设备。•我们从产品设计、模具设计制作，到产品生产、质量检验，为客户提供综合一站式服务。MIM工艺流程2•(1)金属粉末MIM工艺所用的金属粉末颗粒尺寸一般在0.5～20μm。从理论上讲，颗粒越细，比表面积也越大，越易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工艺则采用大于40μm的较粗粉末。(2)有机粘结剂有机粘结剂的作用是粘结金属粉末颗粒，使混合料在注射机料筒中加热后具有流变性和润滑性，即粘结剂是带动粉末流动的载体。因此，粘结剂的选择是整个粉末注射成型的关键。对有机粘结剂的要求为：①用量少，用较少的粘结剂能使混合料产生较好的流变性；②不反应，在去除粘结剂的过程中与金属粉末不起任何化学反应；③易去除，在制品内不残留碳。(3)混料把金属粉末与有机粘结剂均匀掺混在一起，使各种原料成为注射成型用混合料。混合料的均匀程度直接影响其流动性，从而影响注射成型工艺参数以及最终材料的密度及其它性能。(4)注射成型本步工艺过程与塑料注射成型工艺过程在原理上是一致的，其设备条件也基本相同。在注射成型过程中，混合料在注射机料筒内被加热成具有流变性的塑性物料，并在适当的注射压力下注入模具中，成型出毛坯。注射成型毛坯在外观上应均匀一致，从而使制品在烧结过程中均匀收缩。(5)萃取成型毛坯在烧结前必须去除毛坯内所含有的有机粘结剂，该过程称为萃取。萃取工艺必须保证粘结剂从毛坯的不同部位沿着颗料之间的微小通道逐渐排出，而不降低毛坯的强度。粘结剂的排除速率一般遵循扩散方程。(6)烧结烧结能使多孔的脱脂毛坯收缩密化成为具有一定组织和性能的制品。尽管制品的性能与烧结前的许多工艺因素有关，但在许多情况下，烧结工艺对最终制品的金相组织和性能有着很大甚至决定性的影响。(7)后处理对于尺寸要求较为精密的零件，需要进行必要的后处理。这工序与常规金属制品的热处理工序相同MIM技术优点•☆能像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷等零部件；••☆产品成本低，光洁度好，精度高（±0.3%～±0.1%），一般无需后续加工；••☆产品强度、硬度、延伸率等力学性能高，耐磨性好，耐疲劳，组织均匀；••☆原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可连续大批量生产；••☆无污染，生产过程为清洁工艺生产；••☆PIM技术与传统的精密铸造技术相比具有最小孔直径达到0.4mm、2mm直径的盲孔最大深度可达20mm、最小壁厚可以做到1mm、厚大壁厚10mm、4mm直径的公差可精确到±0.06mm、表面粗糙度（Ra）可做到1μm的优点；••☆PIM工艺与传统批量工业化与自动化零件加工工艺，例如机械加工、冲压、锻造、粉末冶金相比，具有零件密度可达98%、零件拉伸强度高、零件表面光洁度高、零件微小化能力强、零件薄壁能力高、零件复杂程度高、零件设计宽容度大、批量生产能力强、适应材质范围广，供货能力强等明显的优势：MIM技术优点2•PIM和精密铸造成形能力的比较MIM技术优点3•MIM技术与其他成型工艺技术比较MIM应用材质范围•现已拥有包括不锈钢系列、铁基系列、镍基系列、铜基系列、软磁系列等较为完整的材料体系，并可依据客户要求开发与改造新的材料体系。MIM应用材质范围•较新材料体系应用MIM应用领域•MIM的典型产品及应用领域••(1)计算机及其辅助设施：如打印机零件、磁芯、撞针轴销、驱动零件等；(2)工具：如钻头、刀头、喷嘴、枪钻、螺旋铣刀、冲头、套筒、扳手、电工工具，手工具等；(3)家用器具：如表壳、表链、电动牙刷、剪刀、风扇、高尔夫球头、珠宝链环、圆珠笔卡箍、刃具刀头等零部件；(4)医疗机械用零件：如牙矫形架、剪刀、镊子等；(5)军用零件：导弹尾翼、枪支零件、弹头、药型罩、引信用零件等；(6)电器用零件：电子封装，微型马达、电子零件、传感器件等；(7)机械用零件：如松棉机、纺织机、卷边机、办公机械等；(8)汽车船舶用零件：如离合器内环、拔叉套、分配器套、汽门导管、同步毂、安全气囊件等。••MIM由于其技术和经济两方面的优势得到了国内外的高度重视，其产品已广泛应用于军品和民品从多领域。MIM生产厂家越来越多，目前世界上MIM产值的年增长率为20%-30%，2000年全球MIM产品市场总值达到7亿美元。预计到2010年，全球MIM的总产值可增加到24亿美元。••上列出了用MIM技术生产的典型产品及应用领域。几种主要材料的MIM产品的应用正在拓展，例如不锈钢是一种高合金含量的特殊钢种，它具有一系列优异的性能，但由于用于汽车零件、航天航空部件、小型枪械零件、牙齿矫正托套、外科手术机械、医用气体集流腔、电动牙刷齿轮、手表壳带、眼镜框、锁芯、驱动盘轴壳、半导体生产设备的加工工具、日用镊、钳、钻等工具、饮料分装系统的“丁”字和“十”字接头、轴承保持架、阀件、装饰件等。MIM工艺的出现为高熔点、难加工的硬质合金材料的推广应用带来了契机，MIM硬质合金的产品利润率高于大部分Fe-Ni和不锈钢材质的产品，可望成为继20世纪80年代不锈钢注射成形后MIM新的发展热点。硬质合金的MIM工艺成功生产的制品包括硬质合金刀具、微型钻头、离心器、喷嘴、各种泵用零件、活塞、过滤器、各种体育用品、纺织机械用导线器、高尔夫球头、表带、表壳等。陶瓷材料在国防高科技工业以及民用工业领域都有着广泛的应用和发展潜力，但是陶瓷材料本身因有的脆性和一些特殊陶瓷材料的高硬质，使得采用传统的粉末冶金工艺路线难以制备体积微小、形状复杂、尺寸精度高的陶瓷零部件，在很大程度上限制了其应用范围。而粉末注射成形技术能够生产形状复杂、产品精度高的陶瓷零部件。注射成形技术已用于制造陶瓷气轮机部件如动叶片、静叶片、燃烧器、圆锥鼻等，还有汽车零件、柴油机零件、理发推剪、光纤连接器等。特别是氧化锆陶瓷光纤连接器乃目前最理想的光纤连接器，随着光通讯事业的高速发展，光纤连接器的用量越来越大，市场前景非常广阔，目前光通讯技术较发达押家已采用粉末注射成形工艺生产光纤连接器。••随着MIM技术研究的深入和诱人的投资回报，MIM产品的种类和规格将不断增加，应用将会越来越广泛，市场总值一定会稳定上升Orderprocedure烧结技术•金属粉末注射成型技术(MetalInjectionMolding，简称MIM)是近年来粉末冶金学科和工业中发展最迅猛的领域，是现代先进的塑料注射成型技术和传统粉末冶金技术相结合而形成的一项新型粉末冶金近净型成形技术。一、MIM成型技术MIM基本丁艺过程是：将微细的金属或陶瓷粉末与有机黏结剂均匀混合成为具有流变性的物质，采用先进的注射机注入具有零件形状的模腔形成坯件，新技术脱除黏结剂并经烧结，使其高度质密成为制品，必要时还可以进行后处理。i亥技术不仅具有常规粉末冶金技术生产效率高，产品一致性好，少切削或无切削，经济高效的优点，而且克服r传统粉末冶金制品密度低，材质不均匀，力学性能低，不易成型薄壁复杂件的缺点，特别适合大批量、小型、复杂以及具有特殊要求的金属零部件的生产加工.该工艺技术在20世纪8O年代中期实现产业化以来，已获得突飞猛进的发展，注射成型的产品已遍及计算机信息产业、汽车摩托车产业、医疗卫生器械、家用电器、仪器仪表、机械制造、化工、纺织、国防军工等领域。到目前为止，已有20多个国家和地区的几百家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作，粉末注射成型工艺技术也因此成为新型制造业中开发最为活跃的前沿技术领域，被誉为世界粉末冶金领域中的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向。该工艺的主要特点如下：(1)可成型复杂结构的零件该工艺技术利用注射机注射成型产品毛坯，保证物料充分充满模具型腔，也就保证了零件复杂结构的实现。这一点是传统机械加工和常规粉末冶金工艺技术所无法比拟的，是注射成型工艺发展的坚强基础。(2)注射成型制品•尺寸精度高,注射成型工艺可直接成型薄壁、复杂结构件，制品形状已能够达到或接近最终产品要求，产品不必进行二次加工或只少罱精加工。零件尺寸公差一般保持在±0．1％～±0．3％左右。特别对于降低难于进行机械加工的硬质合金的加工成本，减少贵重金属的加工损失尤其具有重要意义。(3)与传统粉末压制工艺相比注射成制品微观组织均匀，密度高，性能好。二、连续烧结设备的必要性随着MIM技术的规模产业化，传统粉末冶金和注塑行业的通用生产设备以及各种专门的金属注射成型：工业生产设备已广泛应用于金属注射成型的产业化生产中。企业对产业生产效率和设备自动化，加工连续化程度及设备性能要求的提高促进了金属注射成型产业化进程。MIM产业的全面发展更需通过生产设备来提高企业的生产效率。正确选择和掌握MIM生产过程中的各种设备，可提高产品的质量、产量以及劳动生产率，加速产业化发展。目前，混合工序主要采用传统的双行星混料机、单螺杆挤出机、活塞挤压机、双螺杆挤出机、偏心轮混料器、z形叶轮混料器等，能够保证混料的均匀性与高效率。注射工序也可以借鉴传统的注射设备，如双回路注射成型机、双模板注射机、无拉杆注射机、全自动注射机、电磁动态注射成型机等，都能够较好地满足充填的技术要求。对于脱脂工序，由于脱脂是相关行业中以前从未涉及过的领域，其原理为：在保证注射成型所得的零件不变形的前提下，运用黏结剂中各种成分随着温度的升高不断的发生物理、化学变化的原理，逐渐变为气态或液态物质，脱离开注射成型毛坯，以达到把黏结剂脱出的目的。因而，该工序在整个MIM技术中的地位得尤其的特殊和重要。脱脂后的零件几乎没有任何强度，稍微有些振动都有可能使零件遭到破坏。同时考虑脱脂、烧结阶段尽町能地减少零件重复加热造成的能源浪费，考虑将传统的脱脂、烧结、热处理等单一工序集成为综合工序，这样可以减少生产中不确定的因素，提高成型•零件质量，也大大提高了生产效率。综合工序的提出，便诞生了连续烧结设备的概