金属射出成型

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金属射出成型(MIM)是一种金属加工工艺,其中将细粉末金属与粘合剂材料混合,形成一种原料,然后使用注塑成型进行成型和固化。成型工艺允许在一个步骤中成型大体积、复杂的零件。成型后,零件会进行调节操作以去除粘合剂(脱脂)并使粉末致密化。成品是许多行业和应用中使用的小组件。 MIM原料的行为受流变学、污泥、悬浮液和其他非牛顿流体的研究支配。 由于当前设备的限制,产品必须在模具中每次注射100克或更少的量...

金属射出成型

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金属射出成型 (MIM) 是一种金属加工工艺,其中将细粉末金属粘合剂材料混合,形成一种原料,然后使用注塑成型进行成型和固化。 成型工艺允许在一个步骤中成型大体积、复杂的零件。 成型后,零件会进行调节操作以去除粘合剂(脱脂)并使粉末致密化。 成品是许多行业和应用中使用的小组件。

MIM 原料的行为受流变学、污泥、悬浮液和其他非牛顿流体的研究支配。

由于当前设备的限制,产品必须在模具中每次注射 100 克或更少的量进行成型。 这种注射可以分配到多个型腔中,使 MIM 对于小型、复杂、大批量的产品具有成本效益,否则这些产品的生产成本很高。 MIM 原料可以由多种金属组成,但最常见的是不锈钢,广泛用于粉末冶金。 初始成型后,去除原料粘合剂,金属颗粒扩散结合并致密化以达到所需的强度性能。 后一种操作通常会将产品在每个维度上缩小 15%。

金属注射成型市场已从 1986 年的 900 万美元增长到 2004 年的 3.82 亿美元,再到 2015 年超过 15 亿美元。相关技术陶瓷粉末注射成型,总销售额约为 20 亿美元。 近年来的大部分增长都在亚洲

过程

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在压力下热铸(热成型)陶瓷产品的技术(现在称为低压粉末注射成型),并特别指出,热铸技术提供了从任何固体制造产品的能力 材料,范围从天然矿物、纯氧化物、碳化物、金属等,到多组分复合合成材料及其组合。 这表明 MIM 铸造的可能性,由 Raymond E. Wiech Jr. 博士在 1970 年代实施,他作为一家名为 Parmatech 的加利福尼亚公司的联合创始人改进了 MIM 技术,该名称是从短语粒子材料中浓缩而来的 技术。

MIM 在整个 1990 年代获得认可,因为对后续调节过程的改进导致最终产品的性能与通过竞争过程制造的产品相似或更好。 MIM 技术通过大批量生产净形状提高了成本效率,取消了昂贵的额外操作,如机加工,尽管 MIM 在严格的尺寸规格方面较弱。

工艺步骤包括将金属粉末与聚合物(如蜡和聚丙烯粘合剂)结合,以生产原料混合物,然后使用塑料注射成型机将其作为液体注入模具中。 模制件或生坯件冷却并从模具中脱模。 接下来,使用溶剂、热炉、催化过程或方法的组合去除一部分粘合剂材料。 由此产生的易碎和多孔(40 体积百分比的空气)部分处于称为棕色阶段的状态。 为了改进处理,通常将脱脂和烧结结合到一个过程中。 烧结在保护气氛炉中将粉末加热到接近熔点的温度,以在称为烧结的过程中使用毛细管力使颗粒致密。 MIM 部件通常在几乎高到足以在称为液相烧结的过程中引起部分熔化的温度下烧结。 例如,不锈可能会被加热到 1,350 至 1,400 °C(2,460 至 2,550 °F)。 扩散率高导致高收缩和致密化。

金属射出成型

如果在真空中进行,固体密度通常会达到 96–99%。 最终产品金属具有与使用经典金属加工方法制成的退火零件相当的机械和物理性能。 MIM 的烧结后热处理与其他制造路线相同,并且具有高密度的 MIM 组件与金属调理处理兼容,例如电镀、钝化、退火、渗碳、渗氮和沉淀硬化。

应用

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金属注射成型零件的经济优势在于小尺寸零件的复杂性和体积。 MIM 材料与通过竞争方法形成的金属相当,最终产品广泛用于工业、商业、医疗、牙科、枪支、航空航天和汽车应用。 ±0.3% 的尺寸公差是常见的,并且需要机加工以获得更小的公差。 MIM 可以在难以甚至不可能通过其他制造方式有效制造物品的地方生产零件。

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  2. 过程
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