金屬粉末注射成型技術(Metal Injection Molding,MIM)是總合塑膠成型工藝學、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多方學理技術而形成的生產方式,利用模具可射出成型胚件並通過燒結快速製造高精度、高密度、三維複雜形狀的結構零件及具有特定功能特性的製品,其產品廣泛應用3C通訊領域、生物醫療器械、辦公設備、汽車、鐘錶業、航太零件等工業領域。
金屬粉末射出技術,不僅可減少傳統粉末冶金工藝工序、無切削或少切削,而且克服了傳統粉末冶金工藝製品常見材質不均勻、機械性能較低、不易成型薄壁、複雜結構的缺點,特別適合於大批量生產小型、複雜以及具有特殊要求的金屬零件。 喂料、結劑、混煉、金屬射出成型(模具) 、擺盤、脫脂、燒結、後熱處理作業為常見的的金屬粉末射出工藝流程,對於高精密金屬粉末射出零件而言,從合金喂料選擇、和金分散度、拌粉黏度、脫脂、燒結脫碳熱處理、模具系統精度及應力分佈均攸關高精度金屬粉末射出產品的高密度強度、韌性、延展性、導電導熱性、尺寸安定化的品質要求。
MIM合金粉末特性分類
MIM 以類似塑膠射出方式成形,首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練,經造粒後在加熱塑化狀態下(~150℃)用注射成形機注入模腔內固化成形,然後用化學或熱分解的方法將成形胚中的粘結劑脫除,最後經燒結緻密化得到最終產品具有精度高、組織均勻、性能優異,生產成本低等特點。粉體粒度大小、分佈均質性將攸關燒結後MIM產品的機械性質,MIM常採用的粉末顆粒尺寸一般在2~20um;從理論上講,顆粒越細,比表面積也越大,易於成型和燒結。而傳統的粉末冶金工藝則採用大於50-100um的較粗的粉末,因此,MIM零件由燒結後的密度與強度皆比傳統粉末冶金更高。 常用的粉末金屬材料,分為不銹鋼系、鐵系(軟磁)、銅鎢系、陶瓷等類,其中又以不同化學合金當量比例細解區分,鐵基,低合金,高速鋼,不銹鋼,鎳基合金,高硬質合金等,如表1所示。
…(詳細內容請參考4月號雜誌)