MIN金属注射成型
MIM(Metal Injection Molding),中文名称为金属注射成型,是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料,注射到模型里的成形方法。
简单来说,MIM就是把金属粉末和粘结剂均匀混合在一起,经过加工就能做成各种形状的金属器件了。
这是一种具有很高技术含量的技术,类似于现在热门的3D打印。
从工艺流程来看,MIM要经历混料(喂料
粉末冶金齿轮
MIN金属注射成型
MIM(Metal Injection Molding),中文名称为金属注射成型,是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料,注射到模型里的成形方法。
简单来说,MIM就是把金属粉末和粘结剂均匀混合在一起,经过加工就能做成各种形状的金属器件了。
这是一种具有很高技术含量的技术,类似于现在热门的3D打印。
从工艺流程来看,MIM要经历混料(喂料)、注射成形、脱脂、烧结、后处理等5个步骤。
混料,就是把金属粉末和粘结剂,按9:1的比例均匀混合起来,大家可以想象我们用水和面时的感觉。
等到和出来的面够劲道时,就可以甩面做面条了,注射成形的步骤也差不多。
混合物被加热,注入模具,成形为毛坯。毛坯出来后,再将里面的粘结剂去除,这一过程就叫脱脂。
脱脂后再进行高温烧结,使成品的强度上一个台阶,并拥有很好的力学性能。
烧结是MIM工艺中核心的环节,只要这一步处理得好了,那么整个MIM流程基本就大功告成了。
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经过MIM制作出来的成品,密度高、精度高、表面光洁度也非常好,不信你摸一摸智能手表的底壳,质感那是杠杠滴。


MIM工艺中的固相烧结和液相烧结
在金属注射成形工艺中,烧结是一个非常关键的环节,它是将脱脂后的多孔坯件进行致密化的过程。烧结过程中温度和时间的把握直接影响到终成品的性能,在该工艺中,名副其实需要掌握好火候的就是这个环节。达克罗的表面硬度不高、性不好,而且达克罗涂层的制品不适合与铜、镁、镍和不锈钢的零部件接触与连接,因为它们会产生接触性腐蚀,影响制品表面质量及防腐性能。脱脂后的坯件在进行烧结时粉末在其主要组成成分的温度下通过原子来完成粉末颗粒间的联结,减少颗粒间的空隙,从而达到致密化的目的。在MIM工艺中,致密化后的坯件还是会具有人们事先设计好的与注射模具相符的形状,只是经过烧结变得具有了一定强度和性能,可以承受一定的外力,不会像刚脱完脂的坯件那样多孔易碎。


曾经有人从两个方面总结MIM烧结的特点,从宏观来看,坯件整体的气孔率下降、坯件的致密度提高,从微观来看,粉末颗粒的原子发生里质点转移,使粉末不需要粘结剂的作用便可产生颗粒间的粘结来保持一定的形状和性能。
烧结的原理就是在一定的温度下,利用热的力量刺激粉末的原子使其发生物理位置的迁移,将粉体状的坯件变成颗粒联结紧密的块状的坯件。美国Injectamax公司和德国BASF公司将脱脂时间从数十小时缩短到几个小时,而且保形性得到明显改善,产品的尺寸精度从±0。由此可以看出温度对于烧结的重要性,从理论上来讲,温度越高,烧结过程中产生的原子迁移运动越迅速,从一个位置到另一个位置的原子的量也就越多,烧结过程也就进行得越快。
在实际的生产应用中,人们会经常提到两个词:固相烧结和液相烧结,其实这没有什么费解的,关于二者的区别,简单一点说就是根据烧结温度不同,固相烧结就是烧结温度所有组成成分的熔点,而液相烧结则是烧结温度主要组成成分的熔点。无氢脆性:达克罗的处理工艺决定了达克罗没有氢脆现象,所以达克罗非常适合受力件的涂覆。同时这两种烧结方法又有一个共同点:都是不施加外部压力的情况下进行的。
因此,固相烧结和液相烧结又被成为无压烧结,这主要是相对于热压、热锻、热等静压等加压烧结方法而言的。在MIM工艺中一般都是采用无压烧结的方法进行坯件的烧结。
金属注射成形(MIM)在电子行业中的应用
电子仪器产业是MIM零件的主要应用领域,在亚洲约占MIM零件销售额的50%。电子器件的微型化需要生产成本较低的,性能较好的,更小的零件,这正是MIM零件的优势所在。[1]
MIM在的发展受益于电子行业(如手机产业等)的带动,从2009年开始整个行业扶摇直上;尤其到2011年中后,更因为受苹果与三星电子两家的商品竞争,在手机装置中大量采用MIM零件,是过去从未见到的热潮。以下举例说明电子行业中的MIM产品。经过二十多年的发展,我国MIM从业人员不仅突破了技术封堵,并且研制开发大量的MIM产品,拓展了市场。


智能手机
90年代,广为熟知的MIM应用是BP机震动马达的钨合金振子。2000年以后,不锈钢系列开始广泛应用,如光纤接头,消费电子类的hinge系列,手机按键,sim卡托槽等。近些年,国内长三角地区通过对MIM技术的引入,随着不断地探索实践,已经成功运用到汽车零部件、3C数码类、医用器械、工具锁类等多个热门领域。近期MIM行业出现投资热潮是由于MIM零件在手机行业广泛应用,以及3C行业的组装工厂也在,投资门槛的降低,这都吸引了大量的资金流入。
根据市场情况,2015年仅国产手机零件(卡托、按键、镜头圈、LED圈、转轴)达到16.5亿,而且MIM产品的市场需求还会进一步的扩大。
光导纤维零件
图5是由17-4PH不锈钢制造的薄壁(壁厚小于1mm)、形状复杂的光导纤维收发报机外罩,是用于网络和电讯设备中的超高速收发报机并联光学模件。这些薄壁的MIM外罩由4个薄支柱支承2条并联的带[1]。
其他典型电子行业MIM产品
在电子行业中诸如磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子封装件、手机振子、计算机打印头等也常用MIM产品。
热流道技术
热流道注射模具是真正的无流道凝料注射模具,热流道技术是注射工艺过程中的一项技术。
通过精密的设计、制造和控制技术,使整个流道内的注射料始终保持熔融状态,不产生流道凝料,不流涎,不使注射料过热分离或降解。
热流道结构主要是有主流道喷嘴、流道板、喷嘴、加热和测温元件、安装和紧固零件组成。
由于技术难度很高,整个热流道系统目般有的公司设计制造。整套复杂的热流道模具有经验丰富的注射模具企业和热流道装备公司共同设计和制造,以保证注射成型顺利的进行。
热流道系统模具结构复杂,成本较高,适合大批量连续生产: