金属粉末注射成型技术
MIM技术介绍
MIM技术介绍MIM技术，即金属注射成型技术（Metal Injection Molding），是一种将金属粉末与高聚合物粉末相混合，通过注射成型后烧结制成零件的先进制造技术。
该技术的特点是将金属粉末颗粒与粘结剂混合，并在注射成型后通过烧结过程将粉末颗粒结合在一起形成致密的金属零件。
MIM技术是目前最流行的三维成型技术之一，它兼具了传统压力成型和金属烧结的优点。
在MIM技术中，首先将金属粉末与粘结剂按一定比例混合，形成MIM料浆。
然后，通过注射机将MIM料浆注射到金属模具中进行成型。
成型后的零件经过脱模，形成近净成型的未烧结零件。
最后，通过烧结过程，将未烧结零件在惰性气氛下加热至金属粉末的熔点以上进行烧结，粘结剂将烧结后残留物挥发，金属粉末颗粒结合在一起，形成致密的金属零件。
MIM技术的优点主要表现在以下几个方面。
首先，MIM技术可以制造形状复杂、精度高的零件，相比传统的金属加工方法更加灵活。
其次，MIM技术能够生产大批量的零件，并且具有高度的一致性，适用于需求量大的产品制造。
此外，MIM技术还可以制造超细或微型零件，满足现代微电子、医疗器械等领域对高精度零件的需求。
尽管MIM技术在低成本、高效率和高精度等方面具有明显优势，但也存在一些挑战。
首先，MIM技术对原料的要求较高，金属粉末的粒度和形状对成型效果有较大影响。
其次，粘结剂的选择和控制也是一项关键任务。
此外，由于烧结过程中需要控制温度和气氛等因素，烧结工艺相对复杂。
因此，MIM技术的成功应用需要综合考虑材料、工艺和设备等多个因素。
总的来说，MIM技术是一种高度灵活、高效率、高精度的金属成型方法，已在汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域得到广泛应用。
随着材料科学和制造技术的不断发展，MIM技术将进一步完善和推广，为各个行业提供更多高质量的金属零件。
MIM技术作为一种金属粉末成型技术，具有独特的优势和特点，逐渐成为制造业中不可忽视的一种先进工艺。
金属粉末注射成型
(4)注射速度及注射压力
注射压力大小与注射机种类、物料流动性、模具浇口尺寸、 产品厚度、模具温度及流程等因素有关。 一般注射压力略高于热塑性塑料的注射压力。 保压的作用：使制品冷却收缩时得以补料，尺寸准确，表 面光洁，有利于消除气泡。保压时间一般0.3～2分钟，特厚制 品可达5～10分钟。 注射速度与注射压力、温度、模口尺寸等因素有关。注射 速度慢不利于充模，生产效率低，注射速度过快易混入气泡。 需通过实际实验确定。
MIM和传统方法的比较： 压铸工艺用在铝和锌合金等熔点低、铸液流动性良好的材料。此工艺的产品因 材料的限制，其强度、耐磨性、耐蚀性均有限度。MIM工艺可以加工的原材料 则较多。注射成型工艺技术利用注射机注射成型产品毛坯，保证物料充分充满 模具型腔（金属液铸造充模较差），也就保证了零件高复杂结构的实现。 粉末锻造是一项重要的发展，已适用于连杆的量产制造。但是一般而言，锻造 过中热处理的成本和模具的寿命还是有问题，仍待进一步解决。 传统机械加工法，近年来靠自动化而提升了其加工能力，在效果和精度上 有极大的进步，但是基本的程序上仍脱不开逐步加工(车削、刨、铣、磨、钻孔、 抛光等)来完成零件形状的方式。机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法， 但是因为材料的有效利用率低，且其形状的完成受限于设备与刀具，有些零件 无法用机械加工完成。相反，MIM可以有效利用材料，不受限制，对于小型、 高难度形状的精密零件的制造，MIM工艺比较机械加工而言，其成本较低且效 率高，具有很强的竞争力。 以往在传统加工技术中先作成个别元件再组合成组件的方式，在使用MIM 技术时可以考虑整合成完整的单一零件，大大减少步骤、简化加工程序。 MIM技术并非与传统加工方法竞争，而是弥补传统加工方法在技术上的不足 或无法制作的缺陷。MIM技术可以在传统加工方法制作的零件领域上发挥其特 长。MIM工艺在零部件制造方面所具有的技术优势可成型高度复杂的结构零件。
金属注射成型综述要点
金属注射成型综述要点金属注射成型（MIM）是一种通过将金属粉末与塑料注射成型技术相结合的新型金属加工方法。
它以其高效率、高精度和复杂形状制造能力而受到广泛关注。
本文将对金属注射成型技术的原理、工艺流程、优点和应用领域等进行综述。
1.技术原理金属注射成型是将金属粉末与有机聚合物混合后，在高温下进行塑性加工。
首先，将金属粉末与粘结剂混合，形成金属粉末/粘结剂浆料。
然后，通过注射成型机将该浆料注入金属注射模具中。
在注射模具中，通过压力和温度的作用，金属粉末与粘结剂烧结成型。
最后，通过去除粘结剂和烧结金属零件的后处理工艺，获得最终的金属注射成型零件。
2.工艺流程金属注射成型的工艺流程主要包括：原料准备、混合、注射成型、脱脂、烧结和后处理。
在原料准备阶段，需要准备金属粉末、粘结剂和其他辅助材料。
混合阶段是将金属粉末与粘结剂混合，并形成浆料。
注射成型阶段将浆料注入金属注射模具中，并在高温下进行塑性变形。
脱脂阶段是将注射成型的零件在高温下去除粘结剂。
烧结阶段是将零件在高温下烧结，以实现金属颗粒的结合和形状的固定。
最后，通过后处理工艺，如表面处理、加工和涂装等，得到最终的金属注射成型零件。
3.优点（1）高精度：金属注射成型可以制造出复杂形状的零件，并且具有高精度和低尺寸偏差。
（2）高效率：金属注射成型可以通过注射成型机实现大规模的连续生产，提高生产效率。
（3）材料利用率高：金属注射成型可以利用可回收的金属粉末制造零件，减少材料浪费。
（4）节省成本：金属注射成型可以减少后续加工工序，节省制造成本。
（5）材料性能优良：金属注射成型所制造的零件具有高密度、均匀组织和优良的机械性能。
4.应用领域金属注射成型技术已广泛应用于汽车、医疗器械、电子设备、航天航空等领域。
在汽车行业中，金属注射成型可以制造出发动机零件、变速器零件和车身零件等。
在医疗器械领域，金属注射成型可以制造出植入物、外科器械和牙科器械等。
在电子设备领域，金属注射成型可以制造出连接器、插头和传感器等。
金属注射成型简介
该工艺需要大量能源，如电和热能，能源消耗大且效率低。
废弃物排放
金属注射成型过程中会产生有害气体和废水，如未经处理直接排 放，会对环境造成严重破坏。
安全问题
高温环境
金属注射成型需要在高温环境下进行，操作人员可能面临烫伤风 险。
机械伤害
金属注射成型设备在运行过程中可能发生故障，导致机械伤害事故 。
04
金属注射成型的发展趋势和挑 战
技术发展趋势
智能化生产
随着工业4.0和智能制造的推进，金属 注射成型的生产过程将更加智能化， 实现自动化、数据驱动的生产决策。
增材制造集成
新型材料应用
新型金属材料和复合材料的开发与应 用，将拓展金属注射成型的领域和市 场。
金属注射成型将与增材制造技术结合 ，实现复杂结构的高效、精密成型。
金属注射成型简介
汇报人： 2024-01-06
目录
• 金属注射成型定义 • 金属注射成型的应用 • 金属注射成型的技术与设备 • 金属注射成型的发展趋势和挑
战
目录
• 金属注射成型与其他成型工艺 的比较
• 金属注射成型的环保与安全问 题
01
金属注射成型定义
金属注射成型的定义
金属注射成型是一种将金属粉末与有机粘结剂混合，通过注 射机注入模具中，经过加热、固化、脱脂和烧结等工艺过程 ，最终形成致密金属零件的成型技术。
研发环保型的金属注射成型工艺和材料，降低生产过程中的环境 污染。
高精度与高性能产品
通过工艺优化和技术创新，提高金属注射成型产品的精度和性能。
跨领域合作与创新
加强与其他制造领域的合作，共同推动金属注射成型技术的进步和 应用拓展。
05
金属注射成型与其他成型工艺 的比较
粉末注射成形
粉末注射成形
粉末注射成形（Powder Injection Molding, PIM）是一种将金属或陶瓷粉末与粘结剂混合后注射成型的制造工艺。
这一工艺结合了传统的注射成形和粉末冶金技术，能够生
产出复杂形状和高精度的零件。
首先，将所需的金属或陶瓷粉末与粘结剂混合，并通过球
磨机等设备使其均匀混合。
然后，将混合物放入注塑机的
喂料装置中，由螺杆将其注射到模具中。
在模具中，混合物经过加热和压力作用后，粘结剂会燃尽
或挥发，使粉末颗粒紧密结合。
随后，模具会冷却并弹开，从而使成型件可以被取出。
最后，成型件可能需要进行进一步的处理，如烧结或热处理，以提高其物理性能和稳定性。
粉末注射成形工艺能够生产出高密度、高精度和复杂形状的金属或陶瓷零件，广泛应用于汽车、电子、医疗和工业设备等领域。
金属粉末注射成型技术在轻武器制造上的应用
金属粉末注射成型技术在轻武器制造上的应用摘要：本文通过对金属粉末注射成型技术进行介绍并以此实施作为基础，对比过去传统的加工方式，在加工经济性以及生产效率等各方面的差异，并通过对金属粉末注射成型技术在轻武器制造方面的成功应用案例进行分析，体现该技术在轻武器以及各类精细复杂结构零件方面所不可比拟的重要优势，也借此提出金属粉末注射成型技术在具体应用过程中需要注意并且尚未解决的问题，为将来更加深远的发展奠定基础。
关键词：金属粉末注射成型技术；轻武器制造一、金属粉末注射成型技术概述金属粉末注射成型技术和陶瓷粉末注射成型技术组成了粉末注射成型技术，主要是运用模具成型的原理，将现代塑料注射成型技术融入到粉末冶金领域而形成的一种新型粉末冶金技术。
主要特征是将金属粉末或者陶瓷粉末通过注释使得成型，通过一系列的加工处理之后形成具体型状。
金属粉末注射成型技术的主要工艺是将固体的粉末和有机粘结剂进行充分混合，在一定的条件下进行加热塑化过后注射入具体的模型内使其成型固化，该项技术作为一种可以用于制造各种精密零件的技术被广泛运用于各类航天航空以及具有精密零件制造需求的行业之中。
二、金属粉末注射成型技术的优势金属粉末注射成型技术作为一种可以制造各种精密零件的技术，具有传统加工方法所无法比拟的巨大优势，主要有以下几种。
第可以制造各种常规粉末冶金技术难以制造的各种精密，并且形状怪异的零件，各种螺纹，锥形等等都可以高质量的制作。
第二，利用金属粉末注射成型技术所制造的相关零件，大多数零件都不需要进行二次加工，大幅度提高了材料的利用效率。
第三，对于某些具有特殊要求极其精密的零件，能够尽可能的减少误差，使其更加符合制作要求，并且零件表面较为光滑。
第四，零件制造较为稳定，并且使用性能高能够反复利用，对于各类化学材料的处理等等都不会产生太大影响。
第五，金属粉末注射成型技术应用广泛并且原材料的利用效率较高，尽可能的缩短了工艺的流程提高了制造效率。
金属、陶瓷粉末注射成型工艺简介
金属、陶瓷粉末注射成型工艺简介：金属、陶瓷粉末注射成型工艺技术是一种将粉末冶金工艺、粉末陶瓷工艺与塑料注射成型工艺相结合的新型制造工艺技术。
该工艺技术适合大批量生产小型、精密、复杂及具有特殊性能要求的金属陶瓷零件的制造。
该工艺的基本过程是：将微细的金属或陶瓷粉末与有机粘结剂均匀混合成为具有流变性的物料，采用先进的注射机注入具有零件形状的模腔形成坯件，新技术脱除粘结剂并经烧结，使其高度致密成为制品，必要时还可以进行后处理。
金属、陶瓷粉末注射成型工艺技术是近年来世界粉末冶金领域发展最快的高新技术。
该工艺技术的研究起始于70年代末，由于它适用性强、市场广阔，而且潜力巨大，所以一出现，便受到普遍重视，发展非常迅速。
美国、日本和西欧等发达国家率先形成产业规模。
1、粉末注射成型工艺特点：1）零部件几何形状的自由度高，制件各部分密度均匀、尺寸精度高，适于制造几何形状复杂、精密及具有特殊要求的小型零件（0.05g-200g）；2）合金化灵活性好，对于过硬、过脆、难以切削的材料或原料铸造时有偏析或污染的零件，可降低制造成本；3）产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密宽可达92－98%，可进行渗碳、淬火、回火等处理；4)加工零件的典型公差为±0.05mm；5)工艺流程短、生产效率高，易于实现大批量、规模化生产；2、粉末注射成型适用的材料：主要有Fe合金、Fe-Ni合金、不锈钢、Kovar合金、W合金、钛合金、Stellite Si-Fe合金、Hastelloy 合金、硬质合金、永磁合金及氧化铝、氮化硅、氧化锆等陶瓷材料。
3、粉末注射成型技术的应用领域：计算机及其辅助设施：如打印机零件、磁头、磁芯、撞针轴销、驱动零件；工具：如钻头、刀头、喷丸咀、枪钻、螺旋铣刀、冲头、套筒、扳手、电工工具、手工工具等；家用器具：如表壳、表链、电动牙刷、剪刀、风扇、高尔夫球头、珠宝链环、圆珠笔卡箍、照相机用等零件；医疗机械用零件：如牙矫形架、剪刀、镊子；军用零件：导弹尾翼、枪支零件、弹头、药型罩、引信用零件；电气用零件：微型马达、电子零件、传感器件；机械用零件：如松棉机、纺织机、卷边机、办公机械等；。
金属粉末注射成型(MIM)简介及基本流程 (2)
材料体系
低合金钢 不锈钢 硬质合金
陶瓷 重合金 钛合金 磁性材料 工具钢
表1 常用的MIM材料及其应用领域
合金牌号、成分
Fe-2Ni、 Fe-8Ni 316L 、17-4PH、 420、 440C
11
第第六六章章：M：IMM制IM造制流程造流程
MIM工艺分类-根据脱脂方式不同：
脱脂方式 溶剂脱脂
热气氛下进行脱脂
脱脂环境 有机溶剂
水 硝酸气体
真空
脱脂工艺 浸泡在溶剂中并加热 (50~70)
浸泡在溶剂中并加热 (40~50) 暴露于硝酸气体中并加热 (120~170C) 加热(25~600C)
方法
热 （一段脱脂）
溶剂 （二段脱脂）
催化 （二段脱脂）
脱脂时间
生坯厚度<10mm, 16 ~ 22 hr 生坯厚度<10mm, 4 ~ 8 hr (第二段热脱需要约6小时追加) 1mm of a Green Part /hr , (第二段热脱需要约6小时追加)
应用领域：
金属注射成形其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五 金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会 导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的 成形技术”
第二章：常用材料
MIM技术适用材料：
水喷粉 x2500倍
第三章：喂料-粘结剂
2.2 结合剂
结合剂又称粘结剂 功能：
金属粉末注射成形技术的发展与应用
金属粉末注射成形技术的发展与应用前言金属粉末注射成形技术，即Metal Injection Molding，简称MIM，是一种将金属粉末和高分子混合后一步成形的新型制造技术。
自上世纪80年代开始研发，经过多年的发展，现已成为金属粉末成形的重要发展方向之一。
这篇文章将会探讨金属粉末注射成形技术的发展与应用。
一、技术发展1.1 早期阶段MIM技术的设计理念最早可以追溯到20世纪60年代，当时的研究成果主要集中在金属射出成形。
可塑性较强的合金材料被通过高压下压缩，从而获得所需形状。
然而，这种方法必须使用大量的压力来形成金属成型件，导致了高成本以及生产过程的低效率。
1.2 MIM技术出现到了80年代，随着技术的进步和金属粉末的发展，MIM技术被开发出来。
MIM技术是将金属粉末与高分子混合物注射到腔体中，获得所需形状，在高温高压条件下，获得最终成型件。
相对于传统射出成形，在工业制造中的应用更加广泛，甚至可以制造高温合金，而且成本更低廉。
1.3 技术突破随着技术的不断发展，MIM技术在20世纪90年代实现了重大突破，精度更高，成型件的性能更稳定并且逐渐完成了对更多金属材料的适应和优化。
而且，随着MIM技术的不断改进，成型件的大小也更加广泛，从如钢珠或小零部件等小型物品到大型成型零部件都可以精确地生产。
二、应用领域2.1 电子设备MIM技术能够制造复杂的微型元件，用于电子设备中的电阻器、电感器、插头等元件的制造。
2.2 医疗领域MIM技术可以制造金属植入物。
例如，用于关节、骨骼修复等医疗应用（如人工椎间盘），可以通过塑性成形实现客户特定的形状和改良金属材料。
2.3 家居设施MIM技术可以精确地制造小型组件，例如锁定机构和铰链，这些小型组件在许多家居设施中起着重要的作用。
2.4 交通运输汽车、海洋等交通工具，需要大量的金属部件和元件。
由于MIM技术可以生产复杂、高精度的零部件，它可以被用于制造交通运输设备的不同部件，从而提高车辆性能和安全性。
金属粉末注塑成型技术
金属粉末注塑成型技术金属粉末注塑成型技术是一种近几十年来快速发展的制造工艺。
它采用了注塑成型技术和金属粉末冶金技术相结合的方法，可以生产出复杂形状、精密尺寸的金属零件。
该技术适用于各种金属材料，例如铝合金、不锈钢、钢铁等，广泛应用于汽车、航空、军工、医疗等领域。
金属粉末注塑成型技术的工艺流程主要包括：金属粉末的制备、注塑成型和后处理。
首先，通过机械粉碎、球磨和筛选等工艺，将金属制成细小的粉末。
然后，将金属粉末注入到注塑机中，加入适量的增塑剂等辅助物质，进行混合和预热，使金属粉末达到一定流动性。
接下来，将金属粉末注射到模具中，施加一定的压力，使其充分填充模具的空腔，并在一定的温度下进行固化。
最后，取出固化好的零件，进行去除模具、清洁和表面处理等后处理工艺。
金属粉末注塑成型技术的优点有以下几个方面：首先，它可以生产出复杂形状、高精度的金属零件，能够实现一次成型，减少了二次加工的工序。
其次，由于采用了模具成型，可以保证零件的尺寸稳定性和一致性，提高了产品质量。
此外，注塑成型过程中使用的是金属粉末，可以有效利用材料，节约资源。
最后，该技术可以生产出高强度、高耐磨、高耐腐蚀的金属零件，具有很高的使用价值。
然而，金属粉末注塑成型技术也存在一些问题和挑战。
首先，金属粉末的制备工艺比较复杂，需要控制粉末的粒度、形状和成分等参数，要求较高的生产设备和技术。
其次，金属粉末注塑成型的工艺条件要求较高，需要保证金属粉末的流动性和固化性能，在温度、压力和时间等方面进行精确控制。
此外，由于金属粉末注塑成型的工艺是高温高压的，有一定的安全风险，需要注意安全操作。
对于金属粉末注塑成型技术的研究和发展，目前存在一些热点和趋势。
首先，随着3D打印技术的发展，金属粉末注塑成型技术与3D打印技术的结合成为研究的热点之一、其次，注塑成型工艺参数和模具设计对产品质量和性能的影响也是研究的重点。
此外，新型材料和合金的研发，以及注塑成型技术在新兴领域的应用也是未来的研究方向。
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金属粉末注射成型技术
前言
金属材料是工业制造领域中最为基础和重要的材料之一，目前制造
金属零件的方法主要有：铸造、锻造、加工、焊接等。
其中，传统的
金属制造方法存在着一些局限性，比如造型精度有限、生产周期长等。
为了克服这些限制并满足不同领域对金属产品更高的要求，人们逐渐
发展和推广了一种被称为“金属粉末注射成型技术”的新工艺。
什么是金属粉末注射成型技术？
金属粉末注射成型技术（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）是将金属粉末和橡胶树脂混合物压制成为原型，然后将原型通
过特定的注射设备放到高温致密炉中进行高温烧结，同时橡胶树脂减
数挥发，形成致密的金属部件。
注射成型过程的实标非常高，达到了85-95%。
与其他规整制造方
式相比，MIM技术可制造出一些传统方法无法实现的金属部件。
同时，压缩烧结过程适用于大量制造、复杂的几何结构和高精度的细小零件。
MIM技术的工艺过程
1.原材料制备：将金属粉末与橡胶树脂按配方按比例调配混
合，制成金属粉末和树脂丸子。
2.注射成型：将上述丸子通过注射设备注射到有轨迹的催化
剂上形成模具。
3.脱模：用加压空气将模具从漆面上分离出来。
4.热炼：采用专业热炼设备热炼金属制成物。
5.成品处理：通过各种加工手段对金属零件进行修整和抛光。
MIM技术的优势
MIM技术具有以下优势：
•可以生产细小的零件和高精度的特殊形状。
•最大程度上避免了应力集中的情况。
•可以制造比传统制造方式更复杂的形状、零件和组件。
•由于采用的是金属粉末生产工艺，因此可以大量节省原材料和成本。
•高生产效率，不需要进行额外的热加工或与这些工艺相似的形式。
•可适应多种金属材料的制造。
MIM技术的应用领域
MIM技术在汽车、医疗设备、手表、航空航天、枪械等领域广泛应用。
其中汽车领域应用最为广泛。
例如，汽车行业中的高性能活塞、
变速器、发动机零件等，都可以通过MIM技术制造，拥有更高的强度
和更好的密封性能。
在枪械领域，MIM技术可以用于生产枪管、扳机、弹膛等零件。
结论
金属粉末注射成型技术是一种高质量、高效率、低成本的制造工艺。
凭借其精准和适用于多种金属材料的生产能力，MIM技术已经成为现
代工业制造中的一项重要技术手段。
虽然该技术目前仍存在着一些局
限性，但相信随着不断的技术创新和改进，其优势与应用领域将得到
进一步的拓展和扩大。