金属粉末注射成形的综合工序解析
time:2025-12-08Views:147 Author:Best Seiko金属粉末注射成形能够高效生产复杂形状、高精度的小型金属零件,广泛应用于消费电子、汽车工业、航空航天等领域,以下是其综合工序的解析:
一、原料制备
MIM工艺的核心在于金属粉末与粘结剂的均匀混合,金属粉末通常选择粒径小于20微米的球形粉末,常见材料包括不锈钢、钛合金、钨合金等。粘结剂则多为热塑性高分子材料,占比约30%-50%。通过密炼机或螺杆挤出机在高温下混合,形成具有流动性的喂料。这一阶段需严格控制粉末装载量,以确保后续注射成形的流动性及脱脂后的坯体强度。
二、注射成形
混合后的喂料被注入精密模具中,成型过程类似塑料注射成形,但需更高压力(约70-200MPa)和更准确的温度控制。模具设计需考虑收缩率(烧结后约15%-20%)、脱模斜度等参数。成形后的“生坯”保留了金属粉末的分布结构,但强度较低,需谨慎处理以避免变形。
三、脱脂工艺
脱脂是金属粉末注射成形关键的环节之一,分为溶剂脱脂、热脱脂或催化脱脂。以热脱脂为例,生坯被置于控温炉中,通过阶梯升温(如从80℃至600℃)逐步分解粘结剂。过快升温会导致坯体开裂,因此需根据材料制定专属升温曲线。
四、烧结
脱脂后的“棕坯”在高温炉中进行烧结,不锈钢零件需在氢气或真空环境下以1300-1400℃烧结,钛合金则需更高温度(可达1600℃)。烧结过程中,粉末颗粒通过扩散作用形成冶金结合,密度可达理论值的95%-99%。
五、后处理
烧结件可能因收缩产生微小变形,需通过CNC加工、抛光或矫形修正。表面处理如电镀、PVD涂层等可进一步提升性能。
金属粉末注射成形技术凭借其设计自由度与批量生产成本优势,正逐步替代传统机加工和精密铸造。随着3D打印喂料开发、新型粘结剂研发等突破,有望在新能源电池组件、微型机器人关节等领域实现更广泛应用。