山东金聚粉末冶金有限公司

金属注射成型（Metal Injection Molding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。该技术是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。

其基本工艺过程是：将各种微细金属粉末（一般小于20μm）按一定的比例与预设粘结剂钨铜合金注射产品，制成具有流变特性的喂料，通过注射机注入模具型腔成型出零件毛坯，毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后，即可得到各种金属零部件。

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粉末粒度、振实密度和颗粒形状是决定粉末能否成功用于金属粉末注射成型工艺的关键性能指标。金属粉末注射成型工艺要求原料粉末很细(～10μm) , 以保证均匀的分散度、良好的流变性能和较大的烧结速率。

理想的金属粉末注射成型用粉末为：粉末粒度2～8μm ；松装密度40 %～50 % ；振实密度50 %以上；粉末颗粒为近球形、 比表面大不锈钢注射产品。

目前，金属粉末注射成型金属粉末原料包括铁、镍、钛、不锈钢、、超合金等多种材料。同时更在向多样化发展，例如结构材料、功能材料、磁性材料等。

生产金属粉末注射成型粉末的方法主要有：羰基法、超高压水雾化法、高压气体雾化法、等离子体雾化法以及层流雾化法。不同的粉末制备技术对粉末的粒度、颗粒形状、微观结构、化学性质、制造成本等都有不同的影响。

金属粉末注射成型作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术铁基注射产品，具有常规粉末冶金方法无法比拟的优势。金属粉末注射成型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。

项目 MIM PM 粉末粒径（μm） 小于20 小于200 致密度 高 较低 产品形状 三维复杂形状 二维简单形状 力学性能 优 较低 设备投资 高 较低 生产率 高 较低

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精密铸造对于熔点相对较低的金属或合金，精密铸造也可以成形三维复杂形状的零件。但对于难熔金属和合金、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等却无能为力，这是精密铸造的本质所决定的。另外，对于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密铸造是十分困难或不可行的

项目 金属粉末注射成型 精密铸造 材料 无限制 柯蓉蓉 小孔径值 0.4mm 2mm 2mm直径盲孔大深度 20mm 2mm 小壁厚值 <1mm 2mm 大壁厚值 10mm 无限制 小尺寸内外螺纹 可以 困难 10mm直径的公差 ±0.012mm ±0.05mm 表面粗糙度(Ra) 1~1.6μm 3.2~5μm 表面粗糙度 细晶,组织均匀 枝晶,易偏析 零件数量 无限制 受限制

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金属粉末注射成型粘结剂的性质决定了成形工艺以及模具和注射成形机的设计与操作。对于采用热塑性粘结剂的喂料成形,采用往返运动的单螺杆注射成形机,对于采用热固性粘结剂的喂料,则采用传递模塑成形机,模具中的喂料被加热软化并引发热固化反应。目前,金属粉末注射成形普遍采用热塑性粘结剂,因此其成形工艺与热塑性塑料注射成形相似。

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烧结在真空烧结炉中进行，真空度为0.1 Pa,

烧结过程为:开始以4℃/min的升温速度升至1000℃，保温45 min，再以6 ℃/min快速升至烧结温度1 380 ±10(℃)，保温45 min,然后随炉冷却至常温。烧结温度应尽可能稳定，烧结温度波动几十摄氏度，可导致烧结密度波动10%，收缩率改变3%。

终产品的尺寸精度及机械性能:

成品零件(如图3)，对与零件一同备制的标准试样进行了金相分析和力学性能试验。零件的金相组织为纯奥氏体，其力学性能试验结果:屈服强度为220 MPa，拉伸强度为510 MPa，延伸率为45%，

任取10件测得其平均密度为理论密度得98. 8%。基本达到了理论上的性能指标，满足使用要求。结构及尺寸均满足精度要求，不需要加工处理。

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