喂料是MIM工藝的物質基礎,其性能直接決定成型質量與零件性能。金屬粉末需滿足高純度(雜質含量<0.05%)、球形度好(流動性佳)、粒徑分布窄(D10-D90跨度<5微米)等要求,例如316L不銹鋼粉末的氧含量需控制在150ppm以下,以避免燒結時產生氧化缺陷。粘結劑體系的設計則是技術關鍵,需平衡流動性、脫脂效率與燒結收縮率:典型粘結劑由石蠟(40%-60%,提供流動性)、聚乙烯(20%-40%,增強生坯強度)和硬脂酸(5%-10%,改善脫模性)組成,其熔融溫度(80-120℃)需與粉末相容,且熱分解溫度(300-500℃)需低于燒結溫度以避免殘留。喂料制備采用密煉機或雙螺桿擠出機,通過高溫(150-200℃)剪切混合使粉末與粘結劑均勻分散,終獲得粘度適中(1000-3000Pa·s)、密度穩(wěn)定(6.0-7.0g/cm3)的顆粒狀喂料。某企業(yè)通過優(yōu)化粘結劑配方,將鈦合金喂料的脫脂時間從15小時縮短至8小時,同時將燒結收縮率波動從±0.3%控制在±0.1%以內,明顯提升了生產效率與零件精度。澤信研發(fā)的金屬粉末注射 LED 箱體,通過優(yōu)化結構設計,在保證強度的同時節(jié)省原材料用量。廣州異形復雜金屬粉末注射加工

MIM工藝在環(huán)保和資源利用方面具有獨特優(yōu)勢。首先,其材料利用率高(>95%),明顯減少金屬廢料產生。例如,制造航空發(fā)動機葉片時,MIM較傳統鍛造工藝可減少60%的原材料消耗。其次,MIM支持粉末回收利用,通過篩分和再生處理,回收粉末的性能(如流動性、粒徑分布)可恢復至新粉的90%以上,降低對原生金屬的依賴。此外,MIM的粘結劑體系(如聚甲醛、石蠟)在脫脂階段可通過熱解轉化為可燃氣體,用于燒結爐的能源補充,實現能源循環(huán)利用。在碳中和背景下,MIM工藝的單位產品碳排放較機加工降低35%,且通過采用綠色電力和低碳合金材料,可進一步將碳足跡減少至傳統工藝的1/3。隨著循環(huán)經濟理念的推廣,MIM技術正成為金屬零件制造領域實現可持續(xù)發(fā)展的關鍵路徑。江蘇轉軸金屬粉末注射供應商東莞市澤信新材料科技的 LED 箱體采用金屬粉末注射工藝,復雜布線通道一次成型避免線路混亂。

金屬粉末注射成型技術的工藝流程主要包括喂料制備、注射成型、脫脂和燒結四個關鍵環(huán)節(jié)。在喂料制備階段,需要精確控制金屬粉末的粒度分布、純度以及粘結劑的種類和比例,將金屬粉末與粘結劑在高溫下混合均勻,制成具有合適流動性和粘彈性的喂料。注射成型過程中,將喂料加熱至適宜溫度,使其具有良好的流動性,然后通過注射成型機的高壓注射,將喂料準確注入設計好的模具型腔中,冷卻后得到具有一定形狀和尺寸的生坯。脫脂環(huán)節(jié)是去除生坯中的粘結劑,通常采用熱脫脂、溶劑脫脂或催化脫脂等方法,使粘結劑逐步分解或溶解,為后續(xù)的燒結做準備。是燒結階段,將脫脂后的坯件在高溫下進行燒結,使金屬粉末顆粒之間發(fā)生擴散和結合,形成致密的金屬零件,同時提高零件的力學性能和物理性能。每個環(huán)節(jié)都需要嚴格控制工藝參數,以確保終產品的質量和性能。
MIM技術的關鍵優(yōu)勢在于其優(yōu)異的復雜結構制造能力。通過精密模具設計(如多級抽芯、側向滑塊機構),MIM可一次性成型傳統工藝需多工序組合的零件。例如,在制造醫(yī)療內窺鏡的微型齒輪時,MIM能同步實現0.3mm模數的直齒輪與直徑2mm的軸一體化成型,避免裝配誤差;在航空航天領域,渦輪發(fā)動機葉片的冷卻孔(直徑0.2mm)和擾流肋結構可通過MIM直接成型,省去電火花加工(EDM)或激光打孔的后處理。尺寸精度方面,MIM零件的公差可控制在±0.05mm(對于直徑10mm的零件),表面粗糙度Ra值≤0.8μm,接近精密機加工水平。燒結階段的均勻收縮控制是關鍵,通過優(yōu)化粉末粒徑分布(D50=5-15μm)和粘結劑脫除工藝,可將變形率降低至0.1%以下,滿足光學儀器、精密儀表等高要求場景。金屬粉末注射工藝打造的五金螺絲刀,刀頭硬度經特殊處理,擰動螺絲時耐磨且不易磨損變形。

汽車工業(yè)對零部件的輕量化、高的強度和復雜結構集成需求推動MIM技術廣泛應用。在發(fā)動機系統中,MIM制造的渦輪增壓器葉片厚度0.5mm,卻能承受1000℃高溫和200m/s的氣流沖擊,通過優(yōu)化粉末粒徑(D50=8μm)和燒結工藝,使葉片密度達到99.2%,抗疲勞壽命較鍛造件提升50%。在傳動系統中,MIM同步器齒轂將傳統工藝需焊接的齒圈、花鍵和定位槽整合為單一零件,重量減輕30%,同時通過表面滲碳處理使齒面硬度達HRC58-62,滿足20萬次換擋測試需求。新能源汽車領域,MIM技術用于制造電池包連接片,通過銅-鋼復合成型實現導電(銅層)與結構支撐(鋼層)的雙重功能,接觸電阻低于0.5mΩ,較傳統螺栓連接降低80%。此外,MIM支持跨尺度結構制造,如將直徑2mm的燃油噴射閥針與直徑20mm的閥座通過漸變過渡區(qū)連接,消除傳統焊接的應力集中問題,使噴射的精度提升15%。東莞市澤信新材料科技借助金屬粉末注射技術,將鎖具內部精密零件一體成型,減少組裝縫隙隱患。廣東自行車變速器金屬粉末注射供應商
金屬粉末注射成型的五金銼刀,銼齒排列有序,打磨金屬表面時效率與平整度兼具。廣州異形復雜金屬粉末注射加工
金屬粉末注射成型(MetalInjectionMolding,簡稱MIM)技術起源于20世紀70年代,是在塑料注射成型技術基礎上發(fā)展起來的一種新型粉末冶金近凈成形技術。當時,傳統粉末冶金工藝在制造復雜形狀零件時面臨諸多局限,如難以成型復雜結構、零件精度和性能受限等。而塑料注射成型技術憑借其高效、精細的成型特點,為解決這些問題提供了思路。科研人員嘗試將金屬粉末與熱塑性粘結劑混合,制成具有良好流動性的喂料,然后通過注射成型機將其注入模具型腔,終經過脫脂和燒結等后續(xù)處理得到金屬零件。經過幾十年的發(fā)展,MIM技術不斷改進和完善,從初只能制造簡單形狀的小零件,發(fā)展到如今可以生產各種復雜結構、高精度、高性能的金屬零部件,廣泛應用于汽車、電子、醫(yī)療器械、航空航天等多個領域,成為現代制造業(yè)中不可或缺的一項關鍵技術。廣州異形復雜金屬粉末注射加工