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發布時間：2020-12-20 05:22
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選擇MIM技術的主要準則
日本、美國及歐洲的金屬注射成形協會聯合發布ISO標準-ISO22068燒結金屬注射成形材料規范，意在于為設計與材料工程師提供用MIM工藝制造的零件規定的材料所需要的資料。關于選擇MIM工藝準則，確定有下列一些主要事項需要考慮：
☆質量/大量
對于在切削加工或磨削加工中材料損耗大的零件，MIM在降低生產成本上極有效。
☆數量
模具與創建費用對于低產量是難以承受的。因此，當年產量超過20000件時，對于MIM合適。
☆材料
對于像鈦、不銹鋼及鎳合金之類難切削加工的材料設計的零件，MIM最有吸引力。
☆復雜性
MIM工藝適合制造幾何形狀復雜的以及在切削加工中需要轉換位置的多軸零件。
☆使用性能
如果使用性能很重要，則MIM的高密度形成的性能經常都有競爭力。
☆表面粗糙度
表面粗糙度反應了粉末顆粒的大小，然而不像其他競爭的工藝，可控的織構可能對成本沒有什么影響。
☆公差
如果要求的公差緊密時，由于需要后續加工，MIM的成本趨向于增加，燒結件的公差大概在±0.3%。
☆組合
為了節省庫存與組裝費用，當講多個零件團結為一個零件時，可以受益。
☆缺陷
必須使MIM固有的缺陷處于非關鍵位置，或制造成形后除去例如澆口印跡、提模桿標記或接合線等。
☆新型組合材料
MIM可制造出用傳統工藝難以制造的新型組合材料，例如疊片的、兩種材料結構的或耐磨耗用的混合的金屬-陶瓷材料。
金屬微注射成型技術（μ-MIM）
微機械或微機電系統（MEMS）是20世紀80年代后期發展起來的一門新興的交叉學科，已被公認為21世紀重點發展的關鍵學科之一。
微機械或微機電系統的實用化依賴于微細加工技術的進步，金屬微注射成型技術是批量化高效率生產高精度、高性能微型金屬或陶瓷零件的一種zui有效的方法。
金屬微注射成型技術是指利用MIM工藝生產微米尺寸或微米結構金屬或陶瓷零件的一門工藝技術，一般指尺寸小于1mm或局部微米級精細結構的精密零件。
目前，采用適當的細粉，可以制取25~50μm厚、局部結構細節小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金屬或陶瓷零件。
金屬注射成型零件的尺寸向兩個極端發展，微米尺寸精密零件有著巨大的市場容量和發展潛力。這些小零件的技術附加值非常高，例如光纖金屬套、激光導管、印刷電路微型鉆、微電子執行器及YA科醫用等零件，每千克售價為4000~20000美元。
微注射成型產品在執行器、傳感器、袖珍消費品、航空航天、電子組裝工具、氧分析儀、過濾器及醫用保健設備等方面有著廣闊的應用前景。
限制微注射成型技術發展的主要障礙是精密微細模具的制造、狹窄縫隙的注射充填及為小零件的操作處理。
生產這類高精度微小零件的模具比常規模具要精密的多，需要用到各類現金為細加工技術，如光刻加工、電鑄加工、微細切割、微細電火花加工等。采用LIGA（德文制版術、電鑄成型和注塑成型三次縮寫）等工藝制造塑料消失模具方法，可以很好地解決上述問題。
快速模具技術
正常生產模具的制造成本通常很高，許多情況下需要制作實驗模具去發現驗證設計生產整個過程中可能遇到的問題，最終的模具肯定要修改。為適應這種情況，出現了許多快速或軟模具技術用來制造滿足幾百件零件試制的實驗模具。
目前鋁合金、顆粒增強環氧樹脂、鈹銅、低碳鋼、不銹鋼及鈷合金等已被用作制造軟的金屬注射模具。由于容易成型，鋅、鋁和鉍合金等偶爾也用于制造試驗模具及樣品原型。
但由于容易劃傷和損壞，最終的生產模具會采用硬質材料。
利用有機硅橡膠模具工藝原理，制作使用壽命有限的MIM塑料注塑模具是一項較新的模具技術。將熔融塑料澆在母模型腔周圍，凝固硬化后，剖開塑料取出母模模型。壓入受限制的模架中，這樣的塑料模具可以用來承受幾百次的低壓注射試驗。
激光快速原型技術是一種非常簡單的模具或原型制造方法，采用激光掃描積分堆積塑料或金屬粉末直接制造模具型腔。激光快速原型技術的另外一種模具制造工藝是利用堆積的樹脂或紙質模型，采用精密鑄造或電鑄方法制造模具型腔。
這些方法制造的模具表面比較粗糙，精度較低，無法滿足生產模具的苛刻要求。
非常大批量生產用的模腔或其組件，容易磨損，快速模具技術將是一種非常有效的工藝手段。
我國近十年來粉末冶金成形新技術綜述
粉末冶金是一項集材料制備與零件成形于一體，節能、節材、高效、最終成形、少污染的先進制造技術，在材料和零件制造業中具有不可替代的地位和作用，已經進入當代材料科學的發展前沿。
目前粉末冶金技術正向著高致密化、高性能化、低成本方向發展，本文著重介紹幾種近十年來粉末冶金零件的成形新技術。
一、溫壓技術
溫壓技術是粉末冶金領域近幾年發展起來的一項新技術，可生產出高密度、高強度，具有非常廣泛的應用前景。粘結劑比例過小時，喂料的粘度雖然提高，但是容易形成空隙，不容易注射，而且脫粘后制品容易裂紋或開裂。所謂溫壓技術就是采用te制的粉末加溫、粉末輸送和模具加熱系統，將加有特殊潤滑劑的預合金粉末和模具等加熱至130～150℃，并將溫度波動控制在±2．5℃以內，然后和傳統粉末冶金工藝一樣進行壓制、燒結而制得粉末冶金零件的技術。其技術關鍵：一是溫壓粉末制備，二是溫壓系統。
與傳統工藝相比，溫壓成形的壓坯密度約有0.15～0.30g／cm3的增幅，其密度可達7.45g／cm3。不過，可以通過后處理或復合涂層獲得不同的顏色，以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。在相同的壓制壓力下，溫壓材料的屈服強度比傳統工藝平均高11％，極限拉伸強度平均高13．5％，沖擊韌性可提高33％。另外，溫壓零件的生坯強度高，可達2O～30MPa，比傳統方法提高50—100％，不僅降低生坯搬運過程中的破損率而且能對生坯進行機加工，表面光潔度好。此外，溫壓工藝的壓制壓力低和脫模力小，同時零件性能均一，產品精度高，材料利用率高。
溫壓工藝還有一個特點是工藝簡單，成本低廉。研究表明，假如一次壓制、燒結的普通粉末冶金工藝的成本為1.0，則粉末鍛造的相對成本為2.0，復壓復燒的相對成本為1.5，滲銅的相對成本為1.4，而溫壓技術的相對成本為1．25。三、空氣氣氛：這種燒結氣氛主要是在燒結爐內通過一定空氣氣體，也可以看作是在常壓狀態下燒結，一般在金屬復合材料和陶瓷材料的燒結制品中應用。目前，采用溫壓技術生產的粉末冶金零件已達200多種，零件重量在5—1200g。例如，德國SinterstahlGmbH公司用溫壓技術生產復雜的摩擦傳動用同步齒環，在美國新奧爾蘭舉行的PM2TEC2001國際會議上獲獎。該零件的齒部密度超過7.3g／cm，環體密度超過7.1g／cm，生坯強度達到28MPa。采用了擴散合金化的燒結硬壓粉末，zui低抗拉強度為850MPa。由于使用了溫壓技術和采用粉末冶金零件，使得綜合成本降低了38％。
二、流動溫壓技術
流動溫壓技術(Warm Flow Compaction，簡稱WFC)是在粉末壓制、溫壓成形工藝的基礎上，結合了金屬粉末注射成形工藝的優點而提出來的一種新型粉末冶金零部件近凈成形技術。現在問題MIM改進措施及建議美國、歐洲及日本等世界工業發達國家上世紀90年代初基本完成MIM技術向MIM產業發展的轉變，我國MIM行業與國外總體水平差距大概在10-15年。其關鍵技術是提高混合粉末的流動性。它通過提高了混合粉末的流動性、填充能力和成形性，從而可以在8O～130~C溫度下，在傳統壓機上精密成形具有復雜幾何外形的零件，如帶有與壓制方向垂直的凹槽、孔和螺紋孔等零件，而不需要其后的二次機加工。WFC技術既克服了傳統粉末冶金在成形復雜幾何形狀方面的不足，又避免了金屬注射成形技術的高成本，是一項極具潛力的新技術，具有非常廣闊的應用前景。
WFC技術作為一種新型的粉末冶金零部件近凈成形技術，其主要特點如下：(1)可成形具有復雜幾何形狀的零件；(2)壓坯密度高、密度均勻；(3)對材料的適應性較好；(4)工藝簡單，成本低。
