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金屬粉末注射成型工藝和各種金屬成型工藝的對比

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金屬粉末注塑成型技術是近幾年很熱門的一種金屬近凈成型技術,該工藝與其他金屬成型工藝有什么區別呢?


首先我們介紹下MIM--MetalInjection Molding:
粉末注射成形技術是將現代塑料注射成形技術與傳統粉末冶金工藝相結合而形成的一種新型粉末冶金近凈成形技術。

工藝流程:


金屬粉末注射成型工藝和各種金屬成型工藝的對比

該技術主要技術特點包括:
1、能直接成形幾何形狀復雜的小型零件(0.03g~200g);
2、零件尺寸精度高(±0.1%~±0.5%),表面光潔度好(粗糙度1~5μm);
3、產品相對密度高(95~100%),組織均勻,性能優異;
4、適合各種粉末材料的成形,產品應用十分廣泛;
5、原材料利用率高,生產自動化程度高,適合連續大批量生產。

適用材料與應用領域
MIM技術原則上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,硬質合金,精細陶瓷等系列。所制備的零件廣泛應用于航空航天工業、汽車業、軍工業、醫療、機械行業、日用品等領域。

MIM與其他成形工藝特點的比較

(一)與傳統粉末冶金工藝比較
MIM作為一種制造高質量精密零件的近凈成形技術,具有常規粉末冶金方法無法比擬的優勢。MIM能制造許多具有復雜形狀特征的零件:如各種外部切槽,外螺紋,錐形外表面,交叉通孔、盲孔,凹臺與鍵銷,加強筋板,表面滾花等等,具有以上特征的零件都是無法用常規粉末冶金方法得到的。

項目

MIM

PM

粉末粒徑(μm

小于20

小于200

致密度

較低

產品形狀

三維復雜形狀

二維簡單形狀

力學性能

較低

設備投資

較低

生產率

較低


(二)與比精密鑄造比較

精密鑄造對于熔點相對較低的金屬或合金,精密鑄造也可以成形三維復雜形狀的零件。但對于難熔金屬和合金、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷等卻無能為力,這是精密鑄造的本質所決定的。另外,對于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密鑄造是十分困難或不可行的。
MIM和精密鑄造特點的比較

項目

MIM

精密鑄造

材料

無限制

可熔融

最小孔徑

0.4mm

2mm

2mm直徑盲孔最大深度

20mm

2mm

最小壁厚

<1mm

2mm

最大壁厚

10mm

無限制

小尺寸內外螺紋

可以

困難

10mm直徑的公差

±0.012mm

±0.05mm

表面粗糙度(Ra)

1~1.6μm

3.2~5μm

表面粗糙度

細晶,組織均勻

枝晶,易偏析

零件數量

無限制

受限制


(三)與機加工比較

傳統機械加工法,近來靠自動化而提升其加工能力,在效率和精度上有極大的進步,但是基本的程序上仍脫不開逐步加工(車削、刨、銑、磨、鉆孔、拋光等)完成零件形狀的方式。

機械加工方法的加工精度遠優于其他加工方法,但是因為材料的有效利用率低,且其形狀的完成受限于設備與刀具,有些零件無法用機械加工完成。相反的,MIM可以有效利用材料,形狀自由度不受限制。對于小型、高難度形狀的精密零件的制造,MIM工藝比較機械加工而言,其成本較低且效率高,具有很強的競爭力。MIM技術彌補了傳統加工方法在技術上的不足或無法制作的缺憾,并非與傳統加工方法競爭。MIM技術可以在傳統加工方法無法制作的零件領域發揮其特長。

MIM和機加工特點的比較

項目

MIM

機加工

形狀自由度

不受限制

受限制

材料利用率

設備投資

加工成本

生產效率

無限制


(四)四者比較示意圖
金屬粉末注射成型工藝和各種金屬成型工藝的對比

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來源:開思論壇 艾邦高分子整理,轉載請注明來源


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作者 ab

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