金屬注射成型（MIM）解決方案大全
1、MIM概述這里還要嘮叨一句（大神請(qǐng)略過），MIM即（Metal Injection Molding）是金屬注射成型的簡(jiǎn)稱。是將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結(jié)劑進(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)行制粒再注射成形所需要的形狀。MIM流程結(jié)合了注塑成型設(shè)計(jì)的靈活性和精密金屬的高強(qiáng)度和整體性，來實(shí)現(xiàn)極度復(fù)雜幾何部件的低成本解決方案。MIM流程分為四個(gè)獨(dú)特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒結(jié)）來實(shí)現(xiàn)零部件的生產(chǎn)，針對(duì)產(chǎn)品特性決定是否需要進(jìn)行表面處理。2、金屬注射成形（MIM）生產(chǎn)工藝與應(yīng)用概要MIM制造流程一般包括：混煉造粒、注塑成型、脫脂、燒結(jié)以及二次處理等。（1）MIM工藝主要技術(shù)特點(diǎn)：1、適合各種粉末材料的成形，產(chǎn)品應(yīng)用十分廣泛；2、原材料利用率高，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，適合連續(xù)大批量生產(chǎn)。3、能直接成形幾何形狀復(fù)雜的小型零件（0.03g～200g）；4、零件尺寸精度高（±0.1%～±0.5%），表面光潔度好（粗糙度1～5μm）；5、產(chǎn)品相對(duì)密度高（95～100%），組織均勻，性能優(yōu)異；（2）MIM件的常用幾種表面處理工藝拋光處理利用機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工。電鍍處理利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝。電鍍可以起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等）及增進(jìn)美觀等作用。PVD處理利用物理過程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，將原子或分子由源轉(zhuǎn)移到基材表面上的過程。它的作用是可以使某些有特殊性能（強(qiáng)度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等）的微粒噴涂在性能較低的母體上，使得母體具有更好的性能。發(fā)黑處理使金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜，以隔絕空氣，達(dá)到防銹目的，是很常用的一種化學(xué)處理手段。外觀要求不高時(shí)可以采用發(fā)黑處理，發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。磷化處理是一種化學(xué)與電化學(xué)反應(yīng)形成磷酸鹽膜的過程。磷化的目的主要是：1）給基體金屬提供保護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕；2）用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。噴涂處理通過噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細(xì)的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。總之：1）拋光、磷化主要是預(yù)處理，為其他后處理做準(zhǔn)備；2）電鍍、PVD是應(yīng)用較多的兩類處理技術(shù)；3）發(fā)黑和噴涂會(huì)對(duì)制品表面會(huì)有較大的改變，更適合于大型工件。（3）適用材料及應(yīng)用領(lǐng)域：MIM的應(yīng)用極其廣泛，包括日常生活用品，諸如汽車、航空航天工業(yè)、軍工業(yè)、手機(jī)、手表、醫(yī)療、家用器具、照相機(jī)及裝有MIM零件的電動(dòng)工具等。MIM技術(shù)可適用于任何能制成粉末的材料，目前應(yīng)用的MIM材料體系主要有：不銹鋼、鐵基合金、磁性材料、鎢合金、硬質(zhì)合金、精細(xì)陶瓷等系列。3、MIM與其他加工工藝的比較（1）MIM與傳統(tǒng)的粉末冶金（PM）的比較（2）MIM與精密鑄造的比較壓鑄和精密鑄造是可以成形三維復(fù)雜形狀的零件，但壓鑄僅限于低熔點(diǎn)金屬，而精密鑄造（IC）限于合金鋼、不銹鋼、高溫合金等高熔點(diǎn)金屬及有色金屬，對(duì)于難熔合金如硬質(zhì)合金、高密度合金、金屬陶瓷等卻無能為力，這是IC的本質(zhì)局限性，而且IC對(duì)于很小、很薄、大批量的零件生產(chǎn)是十分困難或不可行的。IC產(chǎn)業(yè)化已成熟，發(fā)展的潛力有限。MIM是新興的工藝，將擠入IC大批量小零件的市場(chǎng)。（3）MIM與傳統(tǒng)機(jī)械加工的比較MIM技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無法制作的缺憾，并非只與傳統(tǒng)加工方法競(jìng)爭(zhēng)，MIM技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法無法制作的零件領(lǐng)域發(fā)揮其特長(zhǎng)從MIM的工藝本質(zhì)分析，是目前最適合于大批量生產(chǎn)高熔點(diǎn)材料，高強(qiáng)度、復(fù)雜形狀零件的工藝，其優(yōu)點(diǎn)可歸納如下：（1）MIM可以成型三維形狀復(fù)雜的各種金屬材料零件（只要這種材料能被制成細(xì)粉）。零件各部位的密度和性能一致，既各向同性。為零件設(shè)計(jì)提供了較大的自由度。（2）MIM能最大限度制得接近最終形狀的零件，尺寸精度較高。（3）即使是固相燒結(jié)，MIM制品的相對(duì)密度可達(dá)95%以上，其性能可與鍛造材料相媲美。特別是動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)良。（4）粉末冶金（PM）的自動(dòng)模壓機(jī)的價(jià)格比注射成型機(jī)要高數(shù)倍。MIM可方便地采用一模多腔模具，成型效率高，模具使用壽命長(zhǎng)，更換調(diào)整模具方便快捷。（5）注射料可反復(fù)使用，材料利用率達(dá)98%以上。（6）產(chǎn)品轉(zhuǎn)向快。生產(chǎn)靈活性大，新產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)時(shí)間短。（7）MIM特別適合于大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品性能一致性好。如果生產(chǎn)的零件選擇適當(dāng)，數(shù)量大，可取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。（8）MIM所用材料范圍寬，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊?？捎糜谧⑸涑尚偷牟牧戏浅V泛，如碳鋼、合金鋼、工具鋼、難熔合金、硬質(zhì)合金、高比重合金等。4、MIM粘結(jié)劑MIM工藝，離不開粘結(jié)劑，目前行業(yè)應(yīng)用的粘結(jié)劑有多種：常見MIM粘結(jié)劑主要成份常見MIM表面活化劑和成形添加劑粘結(jié)劑不同類型，各有差異，因此在MIM成型過程的不同環(huán)節(jié)會(huì)有不同的特性，下面我們從塑料基、蠟基粘結(jié)劑入手，分析粘結(jié)劑在混煉、注塑、脫脂和燒結(jié)制程上的差異：混煉階段：注塑階段：脫脂階段：燒結(jié)階段：5、MIM設(shè)備MIM加工流程圖根據(jù)MIM的加工工藝流程來看，MIM涉及的設(shè)備有混煉造粒一體機(jī)、MIM專用注塑機(jī)、脫脂爐、燒結(jié)爐和多種檢測(cè)、二次加工設(shè)備等多種設(shè)備。6、MIM全制程各工序成本分析MIM適用的材料主要有：Fe合金、Fe-Ni合金、不銹鋼、W合金、Ti合金、Si-Fe合金、硬質(zhì)合金、永磁合金及氧化鋁、氮化硅、氧化鋯等陶瓷材料。MIM加工工序較長(zhǎng)，能加工的材料眾多，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果通過科學(xué)的分析能知道哪幾個(gè)工序成本最高，對(duì)這些工序重點(diǎn)改進(jìn)以提高效率、良率，就能有效增加利潤(rùn)，從而提高企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，尤其在當(dāng)下中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)下的形勢(shì)下，對(duì)企業(yè)顯得尤為重要。對(duì)于過硬、過脆難以切削的材料或幾何形狀復(fù)雜、鑄造時(shí)原料有偏析或污染的零件，采用MIM工藝可大幅度節(jié)約成本。MIM的行業(yè)人士都清楚，通常，脫脂、注塑、模具損耗為3個(gè)成本較低的3個(gè)地方，3個(gè)加起來也不過是總量的10%~15%，僅不到后處理的1/3?。ó?dāng)然根據(jù)不同的產(chǎn)品會(huì)有不同的差異）。以加工打字機(jī)印刷元件導(dǎo)桿為例：通常需14道以上工序，而采用MIM工藝只需6道工序，可節(jié)約成本1/2左右。通常，最耗成本的地方是：喂料、燒結(jié)、后處理。降低成本的主要方向有：1）自己配料、混煉得到喂料，但技術(shù)壁壘較高；2）提高產(chǎn)品的良品率，最大限度的利用喂料；3）改進(jìn)工藝誘導(dǎo)粘結(jié)劑加速脫除，可能會(huì)大幅度降低燒結(jié)成本；4）加強(qiáng)培訓(xùn)，培養(yǎng)一支經(jīng)驗(yàn)豐富、工作熟練的員工隊(duì)伍，以減少員工數(shù)量。（原因是，后處理包括：噴砂、去披鋒、整形和檢測(cè)，大部分為人工檢測(cè)。人工檢測(cè)占很大的費(fèi)用比例）當(dāng)材料成本/制造成本的比率增加時(shí)，潛在的成本更能降低，因此零件越小越復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)效益將越好。通過以上分析，可以看出MIM成型的潛力是很大的。7、MIM廠家供應(yīng)商詳見文末附表8、MIM工藝應(yīng)用（1）、汽車用零件：安全氣囊用零件、汽車鎖用零件、安全帶用零件、汽車車門升降系統(tǒng)、小齒輪、汽車用空調(diào)系統(tǒng)小零件、剎車系統(tǒng)中齒條等，供油系統(tǒng)中的傳感器中的小零件；（2）、軍用零件：槍支零件、彈用零件、引信用零件；（3）、計(jì)算機(jī)及IT行業(yè)：如手機(jī)卡托、手機(jī)結(jié)構(gòu)件、打印機(jī)零件、磁芯、撞針軸銷、驅(qū)動(dòng)零件、光通信陶瓷插頭；（4）、工具：如鉆頭、刀頭、噴嘴、螺旋銑刀、汽動(dòng)工具、漁具用的零件等；（5）、家用器具：如表殼、表鏈、電動(dòng)牙刷、剪刀、高爾夫球頭、珠寶鏈環(huán)、刃具刀頭等零部件；（6）、醫(yī)療機(jī)械用零件：如牙矯形架、剪刀、鑷子；（7）、電氣用零件：微型馬達(dá)、傳感器件；（8）、機(jī)械用零件：如紡織機(jī)、卷邊機(jī)、辦公機(jī)械用零件等。9、MIM的難點(diǎn)及未來發(fā)展MIM難點(diǎn)：（1）控制零件尺寸精度金屬注射成形件的精度比傳統(tǒng)粉末冶金方法所達(dá)到的精度還有一定的差距。在精度方面尚有改進(jìn)的余地，主要是通過精細(xì)的工藝過程控制，有時(shí)采用二次加工，像機(jī)加工、熱處理與拋光等。（2）降低生產(chǎn)成本利用優(yōu)化生產(chǎn)工藝、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、回收廢料等措施節(jié)省成本。MIM未來發(fā)展方向：雖然MIM正引起人們?cè)絹碓酱蟮年P(guān)注，但目前其規(guī)模與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比還顯弱小，還有很大的發(fā)展?jié)摿?。新生的MIM工業(yè)還需要我們采取制定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、加快工業(yè)化、提高從業(yè)者素質(zhì)、研發(fā)設(shè)備以及爭(zhēng)取顧客等一系列的努力來將其發(fā)展壯大。（1）材料體系的多方向拓展注射成形技術(shù)是比較理想的、能夠經(jīng)濟(jì)地成形、接近最終需要形狀，燒結(jié)后需少量或不需要后續(xù)加工的近凈成形技術(shù)。在精密陶瓷的生產(chǎn)方面主要應(yīng)用到碳化物，金屬陶瓷，無機(jī)非金屬陶瓷，氧化物陶瓷，金屬間化合物等方面。（2）粘結(jié)劑多樣化及脫脂技術(shù)的多途徑化以醋酸纖維脂、聚乙二醇聚合物，丙烯酸聚合物、瓊脂為基體的諸多粘結(jié)劑體系得到進(jìn)一步的發(fā)展應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助控制熱脫脂技術(shù)、溶劑脫脂技術(shù)，催化脫脂技術(shù)，以及冷凍干燥技術(shù)、微波輔助干燥技術(shù)都被用于粘結(jié)劑的脫脂研究。（3）更先進(jìn)、控制更精確的裝備以計(jì)算機(jī)精密控制注射成形機(jī)及相關(guān)在線質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的研究和計(jì)算機(jī)輔助脫脂關(guān)鍵裝備技術(shù)的開發(fā)是目前及今后關(guān)注的重點(diǎn)方向。成形設(shè)備如粉末同步注射成形機(jī)，利用控制協(xié)調(diào)的雙簡(jiǎn)注射機(jī)生產(chǎn)復(fù)合材料零件。（4）產(chǎn)業(yè)方面要形成關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)精耕細(xì)作把技術(shù)和工程能力深入吃透，形成生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈抱團(tuán)，才能抵抗風(fēng)險(xiǎn)加速發(fā)展。

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