金属粉末注射成型是一种结合了塑料注射成型工艺和粉末冶金技术的近净成形工艺，广泛应用于医疗器械、电子元件、汽车零部件等领域。然而，尺寸精度是MIM工艺中的关键指标之一，直接影响产品的装配性能和使用效果。在实际生产中，影响金属粉末注射成型尺寸精度的因素众多，涉及原材料、工艺参数、模具设计、脱脂烧结等多个环节。

一、原材料的影响

1、金属粉末的特性

金属粉末的粒度、形状、粒径分布及松装密度对注射成型和烧结后的尺寸精度有显著影响，细小的粉末颗粒（通常D50在5-20μm）能够提高填充密度和烧结活性，但过细的粉末可能导致粘结剂含量增加，脱脂困难，从而引起变形。此外，球形粉末的流动性优于不规则形状粉末，有助于提高注射填充的均匀性，减少尺寸波动。

2、粘结剂体系的选择

粘结剂是MIM工艺中的关键载体，其成分和比例直接影响喂料的流变性能和脱脂行为。常见的粘结剂包括石蜡、聚乙烯、聚丙烯等，若粘结剂与金属粉末的相容性差，可能导致喂料不均匀，注射过程中产生缺陷，进而影响尺寸稳定性。此外，粘结剂的脱脂速率过快或过慢均可能导致产品开裂或变形。

二、工艺参数的影响

1、注射成型阶段

①注射温度和压力：温度过高可能导致粘结剂降解，温度过低则会使喂料流动性不足，造成填充不完整或内部应力集中。注射压力的波动也会影响产品的密度分布，进而影响烧结收缩率。

②模具温度：模具温度不均匀会导致冷却速率差异，产生内应力，使产品在脱模后发生翘曲或尺寸偏差。

2、脱脂过程

脱脂是金属粉末注射成型中易产生缺陷的环节之一，溶剂脱脂、热脱脂或催化脱脂的速度和均匀性直接影响产品的尺寸精度。若脱脂速率过快，可能因内部应力释放不均而导致裂纹；若脱脂不完全，残留的粘结剂会在烧结阶段产生气泡或变形。

3、烧结阶段

烧结是决定尺寸精度的关键步骤，烧结温度、时间、气氛及升温速率的控制至关重要：

①温度过高或时间过长可能导致过度收缩，甚至产品粘连；

②升温速率过快可能因热应力不均而引发变形；

③保护气氛（如氢气、氮气或真空）的选择影响烧结体的致密化和表面质量。

三、模具设计的影响

1、模具结构

模具的浇口设计、型腔尺寸和冷却系统直接影响注射填充的均匀性和冷却效率。例如，浇口位置不合理可能导致流动前沿汇合处产生熔接痕，影响局部强度；型腔尺寸未考虑烧结收缩率（通常为15%-20%）会导致产品超差。

2、模具材质与加工精度

模具的耐磨性和热导率影响其寿命和温度稳定性，高精度模具（如镜面钢）能够减少毛刺和飞边，但成本较高。此外，模具的磨损会逐渐增大产品尺寸误差，需定期维护。

四、后处理与人为因素

1、整形与机加工

对于高精度要求的零件，烧结后常需通过整形（如冷等静压）或机加工修正尺寸。但额外的加工可能引入新的应力，需权衡成本与精度需求。

2、过程控制与操作规范

生产中的环境温湿度、设备状态（如注射机螺杆磨损）及操作人员的熟练度均可能对一致性造成影响。例如，未及时清理模具残留物会导致批次间尺寸波动。

金属粉末注射成型的尺寸精度是多重因素耦合作用的结果，需从材料、工艺、模具及管理等方面系统优化。随着模拟技术和智能制造的进步，MIM工艺的精度控制将更加准确高效，进一步拓展其在精密制造领域的应用空间。