金屬粉末注射成型技術(shù)(Metal Injection Molding,MIM),是一種適于生產(chǎn)小型、三維復雜形狀以及具有特殊性能要求制品的近凈成形工藝。MIM幾乎可使用絕大部分金屬材料,考慮到經(jīng)濟性,主要的應用材料涵蓋鐵基、鎳基、低合金、銅基、高速鋼,不銹鋼,克閥合金,硬質(zhì)合金、鈦基金屬。
從經(jīng)濟角度考慮,MIM制品通常重量在0.1 -200g左右,能生產(chǎn)像塑料制品一樣成形各種復雜形狀,如外部切槽、外螺紋、錐形外表面、交叉通孔、盲孔、凹臺、鍵銷(xiāo)、加強筋板、表面滾花等;產(chǎn)品表面光潔度好、尺寸精度高。當然,MIM最大一個(gè)特點(diǎn)應該在于其生產(chǎn)效率高,可實(shí)現自動(dòng)化、大批量、規?;a(chǎn),可以在短期間批量產(chǎn)出大量產(chǎn)品。
MIM的應用非常廣泛,滲透于我們生活中的MIM制品主要在于電子產(chǎn)品、汽車(chē)制造和醫療器械這三大領(lǐng)域。
1、消費電子
說(shuō)道消費電子,手機應該是大家最熟悉的產(chǎn)品,此外,智能穿戴設備也是一個(gè)非常熱門(mén)的應用領(lǐng)域。手機零部件相對形狀復雜,此外還非常注重使用的手感。隨著(zhù)機身功能的不斷爬升,零件也要保證更精致的同時(shí),性能還要滿(mǎn)足要求。
電子通訊產(chǎn)品是MIM零件的重要市場(chǎng),幾乎所有的手機制造商都會(huì )采購大量的MIM產(chǎn)品,而通訊中微型且多功能的零部件正適合MIM技術(shù)優(yōu)勢所在。MIM注射成形可以實(shí)現生產(chǎn)成本的降低、生產(chǎn)效率提高,零件更小和更輕的優(yōu)勢。零部件實(shí)現輕薄、降低重量,提升手感,是手機開(kāi)發(fā)商力爭的優(yōu)勢。手機的項目開(kāi)發(fā)都是非常迅速,能夠在短期的制作這么多的零部件只有MIM技術(shù)可以做到。
除了卡托,當前很火的折疊屏手機所用的鉸鏈也是MIM零件。當然除了如上幾個(gè)典型,MIM零件在消費電子的應用還有很多。
2、汽車(chē)領(lǐng)域
汽車(chē)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)是MIM注射成形件最大的用戶(hù),約占MIM行業(yè)60%的比例。如制做在發(fā)動(dòng)機、齒輪箱、渦輪增壓器、同步器環(huán)、鎖止機構、減震器、轉向系統和汽車(chē)電子系統中使用的形狀復雜的零件。
常見(jiàn)MIM注射成型汽車(chē)零件
發(fā)動(dòng)機的搖臂 | 通常由低合金鋼制造,用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機可變氣門(mén)正時(shí)行程的搖臂,特點(diǎn)就是質(zhì)量輕。 |
換擋桿 | 這是一個(gè)用量非常大的MIM零件,汽車(chē)手動(dòng)變速器,這個(gè)零部件生產(chǎn)的過(guò)程:注射成形、燒結、硬化處理及組裝軸,燒結后要進(jìn)行滲碳淬火處理。 |
減震器零件 | 減震器零部件有活塞、壓縮閥座和連桿導向座等零件,形狀比較復雜,小孔加工比較多,尺寸精度也較高,采用MIM注射成型可以一次整體成型,降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。 |
同步器環(huán) | 變速箱中的一個(gè)重要零部件,如果同步器出現了故障,汽車(chē)就不能換擋位了。傳統制作大多數采用黃銅精鍛而成,需加熱、制坯、預成形、終鍛、切邊、精整等工序,由于原料價(jià)格和工藝成本都非常高,目前很多廠(chǎng)家采用粉末注射成形。 |
3、醫療領(lǐng)域
MIM注射成型在醫療領(lǐng)域運用也非常廣,在醫用領(lǐng)域的使用的MIM材料要求比較高的,單個(gè)MIM注射成形件的單價(jià)比運用在工業(yè)上的MIM件要貴的多。
MIM常用材料及其應用領(lǐng)域
材料體系 | 合金牌號、成分 | 應用領(lǐng)域 |
低合金鋼 | Fe-2Ni, Fe-8Ni | 汽車(chē)、機械等行業(yè)的各種結構件 |
不銹鋼 | 316L ,17-4PH, 420, 440C | 醫療器械、鐘表零件 |
硬質(zhì)合金 | WC-Co | 各種刀具、鐘表、手表 |
陶瓷 | Al2O3 , ZrO2 , SiO2(當然它可能叫CIM更合適~~) | IT電子、日常生活用品、鐘表 |
重合金 | W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, W-Cu | 軍工業(yè)、通訊、日用品 |
鈦合金 | Ti,Ti-6Al-4V | 醫療、軍工結構件 |
磁性材料 | Fe, NdFeB, SmCo5,Fe-Si | 各種磁性能部件 |
工具鋼 | CrMo4,M2 | 各種工具 |