什么是金屬注射成型？

金屬粉末注射成型技術是將現(xiàn)代塑料注射成型技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型金屬粉末冶金近凈形成型技術。雖然塑料注射成形技術能以低廉的價格生產(chǎn)各種復雜形狀的制品，但塑料制品強度不高，為了改善其性能，可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強度較高、耐磨性好的制品。近年來，這種新穎的操作方法發(fā)展演變?yōu)閆大限度地提高固體粒子的含量并且在隨后的燒結(jié)過程中完全除去粘結(jié)劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法就是金屬注射成形技術。

金屬粉末注射成型工藝流程

金屬注射成型的基本工藝步驟是：首先是選取符合金屬粉末注射成型要求的金屬粉末和粘結(jié)劑，然后在一定溫度下采用適當?shù)姆椒▽⒎勰┖驼辰Y(jié)劑混合成均勻的喂料，經(jīng)制粒后在注射成形，獲得的成形坯經(jīng)過脫脂處理后燒結(jié)致密化成為Z終成品。

1、金屬粉末和粘結(jié)劑選取

1）金屬粉末選取及制粉技術

金屬粉末注射成型對原料粉末要求較高，粉末的選擇要有利于混煉、注射成形、脫脂和燒結(jié)，而這往往是相互矛盾的，對金屬粉末注射成型原料粉末的研究包括：粉末形狀、粒度和粒度組成、比表面等，表1中列出了Z適合于金屬粉末注射成型用的原料粉末的性質(zhì)。

由于金屬粉末注射成型原料粉末要求很細，金屬粉末注射成型原料粉末價格一般較高，有的甚至達到傳統(tǒng)PM粉末價格的10倍，這是目前限制金屬粉末注射成型技術廣泛應用的一個關鍵因素，目前生產(chǎn)金屬粉末注射成型用原料粉末的方法主要有羰基法、超高壓水霧化法、高壓氣體霧化法等。

2）粘結(jié)劑選取

粘結(jié)劑是金屬粉末注射成型技術的核心，在金屬粉末注射成型中粘結(jié)劑具有增強流動性以適合注射成型和維持坯塊形狀這兩個Z基本的職能，此外它還應具有易于脫除、無污染、無毒性、成本合理等特點。粘結(jié)劑一般是由低分子組元與高分子組元加上一些必要的添加劑構(gòu)成。低分子組元粘度低，流動性好，易脫去；高分子組元粘度高，強度高，保持成形坯強度。二者適當比例搭配以獲得高的粉末裝載量，Z終得到高精度和高均勻性的產(chǎn)品。

2、混煉

混煉是將金屬粉末與粘結(jié)劑混合得到均勻喂料的過程。由于喂料的性質(zhì)決定了Z終注射成形產(chǎn)品的性能，所以混煉這一工藝步驟非常重要。這牽涉到粘結(jié)劑和粉末加入的方式和順序、混煉溫度、混煉裝置的特性等多種因素。這一工藝步驟目前一直停留在依靠經(jīng)驗摸索的水平上，Z終評價混煉工藝好壞的一個重要指標就是所得到喂料的均勻和一致性。

金屬粉末注射成型喂料的混合是在熱效應和剪切力的聯(lián)合作用下完成的。混料溫度不能太高，否則粘結(jié)劑可能發(fā)生分解或者由于粘度太低而發(fā)生粉末和粘結(jié)劑兩相分離現(xiàn)象，至于剪切力的大小則依混料方式的不同而變化。金屬粉末注射成型常用的混料裝置有雙螺旋擠出機、Z形葉輪混料機、單螺旋擠出機、柱塞式擠出機、雙行星混煉機、雙凸輪混料機等，這些混料裝置都適合于制備粘度在1-1000Pa·s范圍內(nèi)的混合料。

混煉的方法一般是先加入高熔點組元熔化，然后降溫，加入低熔點組元，然后分批加入金屬粉末。這樣能防止低熔點組元的氣化或分解，分批加入金屬粉可防止降溫太快而導致的扭矩急增，減少設備損失。

3、注射成形

注射成形的目的是獲得所需形狀的無缺陷、顆粒均勻排由的金屬粉末注射成型成形坯體。如圖1所示，首先將粒狀喂料加熱至一定高的溫度使之具有流動性，然后將其注入模腔中冷卻下來得到所需形狀的具有一定剛性的坯體，然后將其從模具中取出得到金屬粉末注射成型成形坯。這個過程同傳統(tǒng)塑料注射成形過程一致，但由于金屬粉末注射成型喂料高的粉末含量，使得其注射成形過程在工藝參數(shù)上及其它一些方面存在很大差別，控制不當則易產(chǎn)生各種缺陷。

4、脫脂

從金屬粉末注射成型技術產(chǎn)生以來，隨著粘結(jié)劑體系的不同，形成了多種金屬粉末注射成型工藝路徑，脫脂方法也多種多樣。脫脂時間由Z初的幾天縮短到了現(xiàn)在的幾小時。從脫脂步驟上可以粗略地將所有的脫脂方法分為兩大類：一類是二步脫脂法。二步脫脂法包括溶劑脫脂+熱脫脂，虹吸脫脂——熱脫脂等。一步脫脂法主要是一步熱脫脂法，目前Z先進的是amaetamold法。下面分別介紹幾種有代表性的金屬粉末注射成型脫脂方法。

5、燒結(jié)

燒結(jié)是 金屬粉末注射成型工藝中的Z后一步工序，燒結(jié)消除了粉末顆粒之間的孔隙．使得金屬粉末注射成型產(chǎn)品達到全致密或接近全致密化。金屬注射成形技術中由于采用大量的粘結(jié)劑，所以燒結(jié)時收縮非常大，其線收縮率一般達到13%－25%，這樣就存在一個變形控制和尺寸精度控制的問題。尤其是因為金屬粉末注射成型產(chǎn)品大多數(shù)是復雜形狀的異形件，這個問題顯得越發(fā)突出，均勻的喂料對于Z終燒結(jié)產(chǎn)品的尺寸精度和變形控制是一個關鍵因素。高的粉末搖實密度可以減小燒結(jié)收縮，也有利于燒結(jié)過程的進行和尺寸精度控制。對于鐵基和不銹鋼等制品，燒結(jié)中還有一個碳勢控制問題。由于目前細粉末價格較高，研究粗粉末坯塊的強化燒結(jié)技術是降低粉末注射成形生產(chǎn)成本的重要途徑，該技術是目前金屬粉末注射成形研究的一個重要研究方面。

金屬粉末注射成型產(chǎn)品由于形狀復雜，燒結(jié)收縮大，大部分產(chǎn)品燒結(jié)完成后仍需進行燒結(jié)后處理，包括整形、熱處理（滲碳、滲氮、碳一氮共滲等），表面處理（精磨、離子氮化、電鍍、噴丸硬化等）等。

金屬粉末注射成型技術優(yōu)勢

金屬粉末注射成型工藝成本低，效率高，可以定制加工任何復雜較小金屬五金配件，對于一個這樣的工藝，也被稱之為：Z為熱門的零件成型技術，那么金屬粉末注射成型技術有什么優(yōu)勢呢?下面和粉末冶金廠家小編一起來看看吧。

1、可以生產(chǎn)普通熔煉方法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨料和陶瓷材料等。

2、可以Z大限度地減少合金成分偏析，消除鑄態(tài)組織不均勻的粗。

3、金屬粉末注射成型技術可以實現(xiàn)近凈成形和自動化批量生產(chǎn)，可有效降低生產(chǎn)資源和能源的消耗。

4、可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼廠的規(guī)模，回收金屬廢料為原料，是一種新技術，可以有效地進行材料的回收和綜合利用。

5、可以在非晶和微晶，晶體的制備、納米晶、過飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料。這些材料具有優(yōu)良的電學、磁學、光學和力學性能。

該技術具有獨特的化學成分和力學性能和物理性能，而這些性能是常規(guī)鑄造方法無法獲得的?？梢灾苯又瞥啥嗫?、半密集或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀、等。

金屬注射成型的應用

金屬粉末注射成型的應用極其廣泛，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、手表、醫(yī)療、家用器具、照相機及裝有MIM零件的電動工具等。MIM技術可適用于任何能制成粉末的材料，目前應用的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、精細陶瓷等系列。

2018-07-13 6019 熱門標簽： 粉末冶金原理_粉末冶金制粉、成型、燒結(jié)工藝原理不銹鋼粉末冶金技術及其對鋼制品生產(chǎn)的意義粉末噴涂_靜電粉末噴涂技術工藝流程及常見問題粉末涂裝方法有哪幾種_粉末噴涂的優(yōu)缺點粉末涂料種類有哪些_如何識別粉末噴涂涂料的好壞 上一篇 下一篇