金属粉末的注射成型
金属粉末注射成型技术
技术应用领域
1.计算机及其辅助设施：如打印机零件、磁芯、撞针轴销、驱动零件； 2.工具：如钻头、刀头、喷嘴、枪钻、螺旋铣刀、冲头、套筒、扳手、电工工具，手工具等； 3.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、刃具刀头等零 部件； 4.医疗机械用零件：如牙矫形架、剪刀、镊子； 5.军用零件：导弹尾翼、枪支零件、弹头、药型罩、引信用零件； 6.电器用零件：电子封装，微型马达、电子零件、传感器件； 7.机械用零件：如松棉机、纺织机、卷边机、办公机械等； 8.汽车船舶用零件：如离合器内环、拔叉套、分配器套、汽门导管、同步毂、安全气囊件等。
技术简介
其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(～150℃)用注射 成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终 产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，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”。
金属粉末注射成型技术
将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的新 型粉末冶金近净形成型技术
01 技术简介
目录
02 历史与现状
03 术应用领域
06 未来发展方向
金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding Technology，简称MIM)是将现代塑料注射成型 技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成型技术。
金属粉末的注射成型
金属粉末的注射成型金属粉末的注射成型，也被称为金属粉末注射成型（Metal Powder Injection Molding，简称MIM），是一种先进的制造技术，将金属粉末与有机物相结合，通过注射成型和烧结工艺，制造出高密度、精确尺寸、复杂形状的金属零件。
在金属粉末注射成型过程中，首先将金属粉末与有机粘结剂和其他添加剂混合均匀，形成金属粉末／有机物混合物。
其次，在高压下，将混合物通过注射机注射到具有细微孔隙和管道的模具中。
模具通常采用两片结构，上模和下模之间形成的形状即为所需制造的零件形状。
注射机将足够的压力用于将混合物推进模具的每一个细微空间，以确保零件形状准确，毛边小。
注射后，模具中的混合物开始固化，形成绿色零件。
最后，通过烧结处理，去除有机物并使金属颗粒结合成整体，形成具有理想密度和力学性能的金属粉末零件。
相对于传统的金属加工方法，金属粉末注射成型具有以下优势：首先，MIM可以制造复杂形状的金属零件，包括薄壁结构、内外复杂曲面和细小结构，满足了一些特殊零件的制造需求。
其次，MIM的材料利用率高，废料少，可以减少原材料和能源的浪费。
此外，零件的尺寸稳定性好，需要的加工工序少，可以降低生产成本。
最重要的是，对于一些其他制造工艺难以实现的金属材料，例如高强度不锈钢、钨合金和钛合金，MIM可以实现高质量的制造。
然而，金属粉末注射成型也存在应用范围的限制。
首先，相对较高的制造成本使得该技术在一些低成本产品上难以应用。
其次，较大的尺寸限制了MIM在制造大尺寸、高精度的零件上的应用。
此外，与其他成型方法相比，MIM的制造周期较长，对行业响应速度要求较高的场景不适用。
尽管如此，金属粉末注射成型技术已经在汽车、电子产品、医疗器械、工具和航空航天等领域得到了广泛的应用。
随着制造技术的进步和材料属性的改进，金属粉末注射成型有望在更多领域发挥其优势，并带来更多创新的解决方案。
金属粉末的注射成型
具有极高的表面积和活性，能够提高 材料的力学性能和电磁性能，为金属 粉末注射成型的发展提供了新的方向 。
材料性能与成型工艺的关系
1 2 3
流动性
金属粉末的流动性直接影响注射成型的充模能力 和制件质量，流动性好的粉末有利于提高制件的 光洁度和尺寸精度。
压缩性
金属粉末的压缩性决定了其在模具内的填充密度 和制件的致密度，压缩性好的粉末能够提高制件 的机械性能。
医疗器械领域
制造个性化医疗器械和植入物，满足医疗行业对个性化、高性能 和高安全性的需求。
感谢您的观看
THANKS
注射成型操作
将混合料加热至流动状态，注入 模具中，在压力和温度的作用下， 混合料填充模具并硬化定型。
后处理
脱脂
烧结
通过加热或化学方法将粘结剂从金属粉末 中分解、去除，以获得纯净的金属制品。
将脱脂后的金属粉末制品在高温下进行烧 结，使金属粉末颗粒之间形成冶金结合， 提高制品的强度和性能。
热处理
表面处理
度和复杂度。
新型粘结剂的开发
02
研究新型粘结剂，以提高金属粉末的粘结效果，降低成型难度
和成本。
连续注射成型技术
03
开发连续注射成型技术，实现金属粉末的连续加工，提高生产
效率和降低能耗。
新材料的应用与开发
高性能金属粉末
研究开发高性能金属粉末，如钛合金、镍基高温 合金等，以满足高端制造业的需求。
复合材料的应用
详细描述
粉末流动性问题通常表现为注射压力不足、填充不均匀、成 型时间延长等。为了解决这一问题，可以采用改善粉末粒度 分布、降低粉末含水量和加入润滑剂等方法，以提高粉末的 流动性。
成型精度问题
金属粉末的注射成型课件
金属粉末的注射成型课件金属粉末注射成型（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）是一种用于生产精密金属部件的先进制造技术。
它将金属粉末与聚合物结合，经过注射成型、脱蜡、烧结等多个工序，最终得到具有复杂形状和精确尺寸的金属零件。
以下是针对MIM的课件，详细介绍了其工艺流程、材料选择、应用领域等相关内容。
一、MIM工艺流程1.原料配比：根据零件的要求和性能指标，选取合适的金属粉末和粘结剂进行混合。
2.注射成型：将混合物注入金属注射机中，通过高压注射技术将混合物注入模具中，形成绿体。
3.脱蜡：将绿体在特定温度下进行脱蜡处理，去除粘结剂，得到蜡模复制体。
4.烧结：将蜡模复制体放入高温炉中进行烧结，使金属粉末颗粒结合，形成致密的金属零件。
5.后处理：包括去除余蜡、表面处理、热处理等工序，以提高零件的强度和耐磨性。
6.检测和质量控制：对成品进行尺寸、力学性能、表面质量等方面的检测，确保产品质量。
二、MIM材料选择1.金属粉末：常见的金属粉末有不锈钢、低合金钢、铜合金、钛合金等。
根据零件的应用环境和要求，选择合适的金属材料。
2.粘结剂：粘结剂在成型过程中起到连接金属粉末的作用，通常选择热融性较好的有机聚合物作为粘结剂。
常用的粘结剂有石蜡、聚苯乙烯、聚乙烯等。
3.添加剂：为了改善金属粉末的流动性、可压性和烧结性能，常在原料中添加一定量的添加剂，如润滑剂、增塑剂等。
三、MIM应用领域1.电子通讯领域：MIM技术可制造微型模块、连接器和天线等小型结构件，提高电子产品的性能和可靠性。
2.汽车工业：MIM技术可制造汽车部件，如汽车发动机的传感器、变速器的齿轮、刹车系统的活塞等，提高汽车的性能和安全性。
3.医疗器械领域：MIM技术可制造医疗器械部件，如植入式人工关节、牙科器械等，具有高精度、复杂形状和生物相容性的特点。
4.工具制造领域：MIM技术可制造锥度齿轮、刀具、模具等精密工具，应用于航空航天、模具制造等领域。
金属粉末注射成型
金属粉末注射成型金属粉末注射成型（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）是一种高效、精确和经济的金属加工技术。
它结合了传统的塑料注射成型和金属粉末冶金工艺，可以生产出复杂形状的金属部件。
MIM技术在汽车、医疗、航空航天等行业中得到广泛应用，本文将介绍MIM的工艺原理、材料选择和应用领域。
MIM工艺原理可以分为四个步骤：混合、注射、脱模和烧结。
首先，将金属粉末与聚合物粉末、脱模剂等混合，并将其加热到高温使其熔化。
然后，将熔融的混合物喷射到模具中，形成所需的部件形状。
接下来，通过在高温和高压下使部件凝固，并将其从模具中取出。
最后，在高温下进行烧结，以消除聚合物，并在金属颗粒之间形成冶金结合。
在MIM中，材料选择是关键。
常用的金属材料包括不锈钢、工具钢、硬质合金、钻石等。
不锈钢具有良好的韧性和耐腐蚀性，常用于制造医疗器械、手表零件等高精度部件。
工具钢具有高强度和耐磨性，常用于制造汽车零部件、工具等。
硬质合金具有高硬度和耐磨性，常用于制造切削工具、注射模具等。
钻石是一种具有超硬性和导热性的材料，常用于制造高性能刀具。
MIM技术具有许多优点。
首先，MIM可以生产出复杂形状的部件，减少了后续加工的需要。
其次，MIM可以实现批量生产，提高了生产效率。
再次，MIM可以生产出高密度的部件，具有良好的力学性能和表面质量。
此外，MIM工艺还可以减少材料的浪费，提高了资源利用率。
MIM技术在许多领域中得到了广泛的应用。
在汽车行业中，MIM可以制造各种复杂形状的汽车零部件，如发动机零件、制动系统零件等。
在医疗行业中，MIM可以制造高精度医疗器械，如人工关节、牙科器械等。
在航空航天行业中，MIM可以制造轻量化部件，提高了飞机的燃油效率。
此外，MIM还可以应用于电子、军工等领域。
总之，金属粉末注射成型是一种高效、精确和经济的金属加工技术。
通过在MIM中选择合适的材料和工艺参数，可以生产出各种复杂形状的金属部件，并在汽车、医疗、航空航天等行业中得到广泛应用。
金属粉末注射成型技术规程
金属粉末注射成型技术规程金属粉末注射成型技术（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）是一种将金属粉末与高分子粘结剂混合后制成有形状的注射成型过程。
该技术广泛应用于制造各种金属部件，具有高效、精准、成本低等优点。
以下是MIM技术的规程。
一、设备1.注射机：选用适合MIM工艺要求的注射机，能够控制注射压力、速度和温度等参数。
2.模具：要求模具精度高，制造工艺精良，能够满足零件的形状和尺寸要求。
3.烧结炉：要能够稳定地控制烧结温度和时间，进行高温处理。
4.喷砂机：用于去除成型后零件表面的粘结剂。
5.超声波清洗机：用于清洗成型后的零件表面和内部。
二、工艺流程1.原料制备：根据零件的要求，配制金属粉末和高分子粘结剂的比例，并进行混合，使粉末均匀分布。
2.注射成型：将混合好的金属粉末和高分子粘结剂放入注射机中，按照零件的形状和尺寸要求进行注射成型，控制好注射温度、压力和速度等参数。
3.脱模：将成型后的零件从模具中取出，清除表面的粘结剂，确保零件表面干净。
4.烧结处理：将成型后的零件放入烧结炉中，控制好烧结温度和时间，进行高温处理。
5.机械加工、表面处理：将烧结后的零件进行机械加工和表面处理，使零件达到要求的尺寸和表面粗糙度要求。
6.检验、包装：对成品进行检验，合格后进行包装。
三、质量控制1.原料质量控制：保证金属粉末和高分子粘结剂的质量符合规定要求，严格管控原料供应商。
2.工艺参数控制：精细控制注射温度、压力和速度等参数，保证零件的成型质量。
3.产品检验：对成品进行尺寸、外观等方面的检验，并严格把关。
4.持续改进：根据生产实际情况，不断优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。
四、安全生产1.操作人员应接受严格的培训和考核，熟练掌握操作技能和注意安全规定。
2.设备维护保养应按时按方法进行。
3.操作过程中，严格遵守操作规程和安全规定，确保人身和设备安全。
以上就是金属粉末注射成型技术规程，通过规范化的操作流程和严格的品质控制，可以达到生产出高品质、高精度的金属零件的目的。
金属粉末注射成型工艺及研究进展
金属粉末注射成型工艺及研究进展金属粉末注射成型（Metal Powder Injection Molding）是一种将金属粉末与有机增塑剂混合，并经过成型、脱脂与烧结等工艺步骤得到高密度的金属制品的先进制造技术。
自20世纪60年代开始发展以来，金属粉末注射成型技术在汽车、航空航天、医疗器械等领域得到了广泛应用。
本文将着重介绍金属粉末注射成型工艺的基本原理和研究进展。
一、基本原理金属粉末注射成型工艺主要包括以下几个步骤：原料制备、混合、注射成型、脱脂与烧结。
1. 原料制备在金属粉末注射成型过程中，合适的原料对成品制品的性能和质量起着决定性的作用。
通常，金属粉末的粒径要细小，分布要均匀，并具备良好的流动性。
为了提高金属粉末的流动性，往往需要通过表面处理、添加润滑剂等方法进行改性。
2. 混合在混合过程中，金属粉末与有机增塑剂按一定比例进行混合，并通过机械作用使其均匀分散。
混合的目的是为了使金属粉末与增塑剂形成均匀的糊状混合物，便于后续注射成型工艺的进行。
3. 注射成型注射成型是金属粉末注射成型工艺的核心步骤。
通过将混合物注射进注射机的模具腔中，并在一定的压力和温度下进行填充与压实，使其形成所需形状的绿体。
注射成型的优势在于可以制造出复杂且精密的金属件，且生产效率较高。
4. 脱脂与烧结脱脂与烧结是为了最终获得高密度的金属制品。
脱脂过程中，通过热处理将有机增塑剂从绿体中除去，获得无机绿体。
而烧结过程则是将无机绿体在高温下进行热处理，使金属粉末颗粒相互结合，形成致密的金属零件。
二、研究进展金属粉末注射成型技术在近年来获得了许多关注，在工艺、材料以及设备等方面取得了一系列的研究进展。
1. 工艺优化为了提高金属粉末注射成型工艺的效率和品质，研究者们进行了大量的工艺优化研究。
例如，通过调整注射成型参数、优化模具结构以及改变绿体预烧工艺等，可以有效改善成品的性能和质量。
2. 材料开发金属粉末注射成型所使用的金属粉末涉及多种材料，如不锈钢、钴基合金、铁基合金等。
金属粉末注射成型
案例四：电子产品制造
总结词
微型化、高精度、轻量化
详细描述
金属粉末注射成型在电子产品制造中发挥着重要作用，尤其 在微型化、高精度和轻量化方面具有显著优势。例如，用于 制造手机、平板电脑等消费电子产品的金属结构件和连接件 等。
05
结论
金属粉末注射成型的重要性和应用前景
金属粉末注射成型是一种重要的金属加 工技术，具有高精度、高效率、低成本 等优点，广泛应用于汽车、航空航天、
未来发展方向
新材料研究与应用
随着新材料技术的不断发展，未来将有更 多具有优异性能的金属粉末应用于金属粉
末注射成型工艺。Βιβλιοθήκη 环保与可持续发展随着环保意识的提高，未来金属粉末注射 成型将更加注重环保和可持续发展，减少
生产过程中的废弃物和能耗。
智能化与自动化
通过引入先进的传感器、控制系统和人工 智能技术，实现金属粉末注射成型的智能 化和自动化，提高生产效率和产品质量。
探索金属粉末注射成型与其他 先进制造技术的结合，实现优 势互补，提高整体制造水平。
ABCD
加强新材料的研发和应用， 以满足市场需求和推动产 业升级。
加强国际合作和技术交流，引 进先进技术和理念，推动金属 粉末注射成型技术的全球发展 。
THANK YOU
型产品。
1970年代
随着粘结剂喷射和脱脂技术的 发展，金属粉末注射成型技术
逐渐成熟。
1980年代至今
金属粉末注射成型技术不断发 展和完善，应用领域不断扩大
。
应用领域
电子通讯
如连接器、端子、 线圈架等；
医疗器械
如手术器械、牙科 器械等；
汽车零件
如发动机零件、变 速器零件、刹车系 统零件等；
《金属粉末注射成型》课件
金属粉末的压缩性对注射成型的充模过程和制件 质量有重要影响，压缩性好的粉末能够减小注射 压力和注射时间，提高生产效率。
松装密度与流动性关系
松装密度较高的粉末具有较好的流动性，有利于 提高制件的致密度和减小内应力。
热物理性能
金属粉末的热物理性能如熔点、热导率、热膨胀 系数等对注射成型的加热、冷却和制件性能有较 大影响，选择合适的热物理性能有助于优化注射 成型工艺和提高制件性能。
随着市场需求的多样化，金属粉末注射成 型技术将更加注重定制化和个性化生产， 满足不同客户的需求。
05
金属粉末注射成型工 艺优化
工艺参数优化
温度控制
优化温度参数，确保金属粉末在熔融和冷却过程中的 温度分布均匀，提高成型质量。
压力调整
合理设置注射和压制压力，以获得更好的密度和强度 。
注射速度与时间
优化注射速度和时间，确保金属粉末均匀填充模具并 减少内部缺陷。
科植入物等。
其他
金属粉末注射成型还可应用于 电子产品、珠宝等领域，生产
小型、复杂的金属零件。
02
金属粉末注射成型原 理
粉末制备
01
02
03
原材料选择
根据产品需求选择合适的 金属粉末，如不锈钢、钛 合金、镍基合金等。
粉末制备方法
通过化学或物理方法将原 材料细化成微米级粉末， 确保粉末的纯度、粒度和 流动性。
烧结与后处理
烧结
在保护气氛下将注射成型的金属零件 进行烧结，使金属粉末颗粒间形成冶 金结合，提高零件的强度和致密度。
后处理
根据需要，对烧结后的零件进行热处 理、机加工、表面处理等后处理操作 ，以满足产品性能和使用要求。
03
金属粉末注射成型材 料
金属粉末注射成型技术
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）是一种先进的制造工艺，结合了粉末冶金和塑料注射成型技术，广泛应用于金属零件的制造。
MIM技术以其高精度、高复杂性和高效率的特点，成为近年来制造业领域的热门技术。
一、MIM工艺简介金属粉末注射成型技术是将金属粉末与有机材料（通常为热熔型塑料）混合，经过塑化、成型、脱脂和烧结等多个工艺步骤，最终形成具有金属特性的零件。
该技术的基本步骤包括：原料准备、混合、注射成型、脱脂和烧结。
1. 原料准备金属粉末是MIM技术的关键原料，其粒径通常为10~20μm，且具有良好的流动性和可压缩性。
可以使用的金属粉末有不锈钢、合金钢、铁基合金、钛合金等。
同时，还需准备有机材料（通常是聚丙烯、聚氨酯或类似材料）作为粘结剂。
2. 混合将金属粉末和有机材料进行混合，通常采用机械搅拌或球磨的方法，确保金属粉末均匀分布在有机材料中。
3. 注射成型混合料经过塑化，放入注射成型机中进行注射成型。
注射成型机通过加热熔融的混合料，并将其注入模具中，在一定的温度和压力下形成所需的零件形状。
4. 脱脂注射成型后，零件经过脱脂工艺，将有机材料从混合料中去除。
通常使用热处理或溶剂处理方法进行脱脂。
5. 烧结脱脂后的零件被置于特定的高温环境中，金属粉末与有机材料经过烧结而成。
在烧结过程中，金属颗粒之间发生冶金结合，形成致密的金属零件。
二、MIM技术的优势金属粉末注射成型技术相比其他金属加工方式具有以下几个显著优势：1. 复杂形状MIM技术可以制造复杂形状的金属零件，包括细小孔洞、薄壁结构、内部腔体等。
这种高精度和高复杂性的加工能力，使得MIM技术在航空航天、医疗器械、汽车零部件等领域得到广泛应用。
2. 材料多样性MIM技术可以使用多种金属粉末制造零件，涵盖广泛的金属材料，包括不锈钢、合金钢、铁基合金、钛合金等。
这使得MIM技术具有较大的材料选择范围，满足不同应用领域对材料性能的需求。
金属粉末注射成型技术(MIM)
金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。
其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(～150℃)用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。
与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，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”。
美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。
特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。
到目前为止，美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。
日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工--爱普生、大同特殊钢等。
目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司，其MIM工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。
到目前为止，全球已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造业中最为活跃的前沿技术领域，被世界冶金行业的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向MIM技术金属粉末注射成型技术是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科透与交叉的产物，利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件，能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的制品，并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。
MIM金属粉末注射成型技术简介
MIM金属粉末注射成型技术简介MIM（Metal Injection Molding）金属粉末注射成型技术是一种将金属粉末与聚合物混合并注射成型的成型工艺。
这种工艺结合了传统金属粉末冶金和塑料注射成型技术的优势，可以生产出复杂形状、高精度和高强度的金属零件。
MIM工艺的基本原理是将金属粉末与适当比例的聚合物混合，并在高温下注射进模具中。
注射后，模具中的混合物经过固化和烧结两个步骤。
首先，在固化阶段，聚合物在高温下固化成强度较低的绿坯。
然后，在烧结阶段，通过加热使聚合物燃烧脱除，金属粉末颗粒在密实的绿坯中结合成金属零件。
MIM工艺具有以下几个优点。
首先，它可以实现复杂形状的金属零件的制作，包括内腔、细槽和细孔等特殊结构。
其次，MIM可以生产出精度高、表面光滑的零件。
此外，在同样强度要求下，MIM制件的重量通常比传统制造工艺更轻。
最后，MIM工艺适用于大批量生产，可以实现高效率、低成本的生产。
MIM工艺的主要应用领域包括电子、汽车、医疗、军工等行业。
在电子领域，MIM可以制作出细小的电子器件，如连接器、电池片和耳机插头等。
在汽车领域，MIM可以制作出复杂的发动机零件、传动系统部件和刹车系统组件等。
在医疗领域，MIM可以制作出高精度的人工关节、牙科器械和手术工具等。
在军工领域，MIM可以制作出高强度、耐磨的武器部件和飞行器部件等。
然而，MIM工艺也存在一些限制。
首先，MIM工艺的设备和材料成本较高，需要更高的投资。
其次，MIM的制造周期较长，通常需要数周至数月的时间。
最后，MIM工艺的材料种类有限，只适用于可烧结金属粉末，如不锈钢、合金钢和钛合金等。
总的来说，MIM金属粉末注射成型技术是一种高效、精密和经济的金属制造工艺。
随着对金属零件的需求不断增加，MIM有望在各行业中得到更广泛的应用。
未来，随着新材料的发展和工艺改进，MIM技术将进一步提升零件的性能和质量，为各行业的发展带来更多的机遇和挑战。
金属粉末注射成形工艺
金属粉末注射成形工艺金属粉末注射成形，又被称为金属三维打印，是一种先进的制造技术，可以快速、高效地制造出复杂形状的金属零部件。
该工艺使用金属粉末作为原料，通过注射成形技术将粉末逐层堆积并熔化，最终形成所需的零部件。
金属粉末注射成形工艺主要包括以下几个步骤：1. 材料准备：首先需要选择适合的金属粉末作为原料，常用的金属粉末包括不锈钢、铝合金、钛合金等。
这些粉末需要经过筛分、分类和预处理等工艺，以保证其质量和性能。
2. 粉末注射：将经过处理的金属粉末注入注射成形机中，通过气压或机械力推动粉末向成型腔体注入，并形成具有预定形状的初模。
3. 粉末固化：在注射成形过程中，粉末通过高温或加热装置进行固化，使其达到一定的强度和硬度。
固化后的金属粉末形成一层层的堆积。
4. 层层熔化：通过高能激光束或电子束熔化技术，对已固化的粉末进行局部加热，使其熔化并与下一层的金属粉末融合在一起。
重复这个过程，直到完成整个零件的制造。
5. 后处理：完成熔化过程后，金属零件需要经过去渣、退火、热处理等后续工艺，以进一步提高零件的性能，去除残留的应力和瑕疵。
金属粉末注射成形工艺具有以下优点：1. 快速高效：相比传统的制造工艺，金属粉末注射成形工艺可以大大缩短制造周期，节约人力和时间成本。
2. 复杂形状：金属粉末注射成形技术可以制造出具有复杂形状的零部件，包括中空结构、内腔结构等。
3. 材料选择多样：金属粉末注射成形工艺可以使用多种金属粉末作为原料，满足不同材料性能和需求。
4. 资源节约：由于金属粉末注射成形工艺是按需制造，不需要额外加工或切割，可以最大限度地节约材料，减少废料产生。
然而，金属粉末注射成形工艺也存在一些挑战，如技术难度高、成本较高等。
随着技术的不断进步和成熟，相信金属粉末注射成形工艺将在未来得到更广泛的应用，成为制造业领域的新宠。
金属粉末注射成形工艺是一项颇具潜力的新兴制造技术，它在汽车、航空航天、医疗器械等许多行业都有广泛应用的前景。
金属粉末注射成型技术
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。
金属的粉末注射成型技术
金属的粉末注射成型技术
金属粉末注射成型技术（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）是发展至今最先进的一种小批量生产要求精密复杂零件的高技术技术。
MIM技术是一种热致凝固的成型技术，能够在低温（一般在200-300℃）及低压（一般为50-150MPa之间）的条件下进行加工，将外形精密、规格复杂的金属粉末挤压成型，利用高温热致凝固成型而制得复杂的金属零件。
MIM技术的主要流程主要包括材料制备、模具制备和成型烧结三个部分。
材料制备包括：混合、消粒、压制、搅拌及造粒等工序。
MIM技术所用金属粉末材料分两大类：一类是质量比较稳定的内部结构欠晶的粉末，铁、钢、铜；另一类是其他一些稀有金属，如钛、硼、银、锆、钨等，其含金量比较高。
金属粉末的粒径大小以及水合作用均对模具的质量有明显影响。
模具制备，是将金属粉状混合物填充进模具，用特殊的装置，以精确的压力、温度将粉末材料填缩成固体零件形状的工序，其又分为热凝固成型和气凝固成型，热凝固成型技术中，常用的有塑性凝固注射成型、凝固热压成型、凝固热熔成型。
最后是成型烧结，在高温等环境下，通过去除材料体内的组分，形成固态聚合物状态，从而达到陶瓷晶体的烧结。
金属粉末注射成型技术
金属粉末注射成型技术金属粉末注射成型（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）技术是一种通过将金属粉末与热塑性聚合物射出成型技术相结合，制造复杂形状的金属制品。
MIM技术结合了传统的注射成型和金属粉末冶金技术的优点，能够高效、精确地制造出形状复杂的金属部件。
下面将从工艺原理、材料特点、工艺流程以及应用领域等方面详细介绍MIM技术。
一、工艺原理MIM技术主要包括四个步骤，即粉末混合、注射成型、烧结和后处理。
首先，将金属粉末与增塑剂、溶剂等辅助剂混合均匀，形成可塑性的混合料。
然后，将混合料装入注射机中，通过高压力将混合料注射至模具腔穴中，得到近成型的部件。
接下来，通过烧结工艺，将成型的部件进行加热，使金属粉末颗粒之间相互扩散，实现部件的致密化和结合。
最后，进行去脱模、表面处理等后处理工艺，使得最终制品达到所需的精度和表面质量。
二、材料特点MIM技术可以制造多种金属的制品，包括不锈钢、钛合金、铜合金、铁合金等。
这些材料具有良好的机械性能、耐磨、耐腐蚀等特点，可以满足各种应用领域的需求。
金属粉末的粒度一般在5-20μm之间，可以根据制品要求进行选择。
此外，MIM制品可以采用多种表面处理工艺，如抛光、电镀、喷涂等，进一步提高产品的表面质量和装饰效果。
三、工艺流程MIM技术的工艺流程相对复杂，包括原料准备、混合、注射、烧结和后处理等环节。
首先，需要根据制品要求选择合适的金属粉末和添加剂，并对其进行筛选和处理。
然后，将金属粉末与增塑剂、溶剂等辅助剂进行混合，形成可塑性的混合料。
接下来，将混合料装入注射机中，通过高压力将混合料注射至模具腔穴中。
然后，将近成型的部件进行烧结，使其实现致密化和结合。
最后，通过去脱模、除渣、表面处理等后处理工艺，得到最终的金属部件。
四、应用领域MIM技术的应用领域非常广泛，包括电子通讯、汽车工业、医疗器械、军工等领域。
在电子通讯领域，MIM技术可以制造小型高精度的连接器、插件等零部件，满足电子设备不断减小体积和提高性能的需求。
金属粉末注射成型工艺技术
金属粉末注射成型工艺技术一、引言金属粉末注射成型是一种先进的制造工艺技术，它通过将金属粉末与添加剂混合，然后在高温和高压的条件下注射到模具中，最终形成所需的金属零件。
这种工艺技术具有高精度、复杂形状和优良性能的特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域。
本文将全面、详细地探讨金属粉末注射成型工艺技术。
二、金属粉末注射成型的工艺流程金属粉末注射成型工艺技术的流程可以分为以下几个步骤：2.1 粉末制备在金属粉末注射成型工艺中，粉末的质量和性能对最终产品的质量和性能有着重要影响。
因此，粉末的制备是关键的一步。
通常采用的方法包括机械合金化、电解还原、气相沉积等。
2.2 粉末混合在粉末制备完成后，需要将金属粉末与添加剂进行混合。
添加剂的作用是提高粉末的流动性和可压性，从而更好地填充模具。
2.3 注射成型混合好的金属粉末和添加剂被注入注射成型机中，然后在高温和高压的条件下注射到模具中。
注射成型过程中，金属粉末会充分热塑，填充整个模具腔。
2.4 烧结注射成型后的零件需要进行烧结处理，以提高其密度和机械性能。
烧结过程中，金属粉末颗粒之间会发生结合，形成致密的结构。
2.5 后处理经过烧结处理后的零件可能需要进行后处理，如去除表面氧化层、研磨抛光等，以提高表面质量和精度。
三、金属粉末注射成型的优势和应用金属粉末注射成型工艺技术具有以下优势：3.1 高精度金属粉末注射成型可以制造出复杂形状的零件，并且具有较高的尺寸精度和表面质量。
3.2 材料利用率高金属粉末注射成型可以有效利用原材料，减少材料浪费。
3.3 机械性能优良经过烧结处理的金属粉末注射成型零件具有较高的密度和机械性能，可以满足各种工程应用的需求。
金属粉末注射成型工艺技术在许多领域得到了广泛应用：3.4 航空航天领域金属粉末注射成型可以制造出轻量化、高强度的零件，满足航空航天领域对材料性能和质量的要求。
3.5 汽车制造领域金属粉末注射成型可以制造出复杂形状的汽车零件，提高汽车的性能和安全性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 聚丙烯的力学性能如拉伸强度、屈服强度、压缩强 度和弹性模量等都优于HDPE，可作机械零件材料， 如齿轮、法兰、风扇叶轮和等。
• 聚丙烯具有良好的绝缘性、化学稳定性和成型工艺 性，可制作电器元件、化工管道等。
• 聚丙烯遇火容易燃烧，使用时应注意。
PP树脂及器件
35
• 聚苯乙烯（PS） • 聚苯乙烯密度为1.04-1.16g/cm3； • 聚苯乙烯主链上带结构庞大的苯环，柔顺性差，质
线型无定形聚合物的聚集态
21
• 线型无定形聚合物处于不同温度时的力学状态可用 形变温度曲线表示。
线型无定形聚合物的形变-温度曲线
22
• Tx-Tg温度范围：高分子聚合物的玻璃态。
温度较低，大分子具有的能量较少，大分子链之间的 运动不能进行，分子内的链段运动也很难进行，聚合 物表现出像玻璃一样的刚硬。
粉末颗粒环境污染小，表面干净。
14
• 氧化还原是一种重要的化学反应法，实际生产中很 多粉末是通过氧化还原法来制备的，使用较细、净 化的氧化物粉末，在还原性气体如CO、H2等参与 下进行热化学反应。
注射成形用W粉可用氧化还原制取，将研磨的WO3 粉末在干燥H2中还原制得，粉末粒径为2-3µm。
传统粉末压制成型制品
粉末注射成型制品
8
• PIM用一定比例的高分子粘结剂与金属粉末、陶瓷 粉末等制成具有良好流动性的均匀粒料，能像塑料 注射一样成形复杂形状的零部件，再经脱脂烧结得 到最终产品，如外螺纹、锥形外表面、交叉孔与盲 孔，凹台与键销、加强筋板、表面滚花等，这类零 件都无法用常规粉末冶金方法得到。
注塑时加入增塑剂，也可达到类似目的； 提高注塑温度可降低粘度，但粘度太小易产生溢流；温度
接近或超过Tf，热塑性树脂 • 受热软化，温度升高至一定数值时呈现粘流态，当
温度降低时塑料变得坚硬，再次加热又再变软，冷 却后又变硬，可以如此多次反复。 • 热塑性树脂除能多次反复加热冷却外，还能溶于某 些溶剂，这种现象称为可熔可溶。 • 常用热塑性树脂：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚 苯乙烯、ABS塑料、聚甲醛、聚酰胺、聚四氟乙烯 、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等。
• ABS兼有三种组分的优点，而且三种组分的比例可 按需要任意调整，使ABS塑料具有所需的性能。
38
• ABS塑料具有优良的综合性能：力学性能、电绝 缘性、化学稳定性、成型工艺性和着色性等都很 优良，吸水率也很小。
有若干短支链，结晶度最小，强度较差，而柔顺 性、抗冲击性和透明性较好。 • 高密度聚乙烯(HDPE)：大分子链支链较少，相对 分子量和结晶度较大，柔顺性较差，质地坚硬。
30
• 聚乙烯呈乳白色半透明状态，遇火会燃烧。 • 聚乙烯分子中只有碳、氢元素，没有极性基团，常
温下耐酸、碱，也不易溶有机溶剂，吸水性小，耐 蚀性和绝缘性好，是优良的高频电绝缘材料。
H还原得到的W粉
15
• 雾化法是利用高速射流将液态金属粉碎成粉。
熔融材料注入喷嘴中，形成液滴喷射出来，击碎熔融金 属流的流体可是空气、氮气、氦气、氩气，也可采用水 或油。
这种方法可将合金化材料制成小颗粒粉末，并且可获得 理想的颗粒形状和高的填充密度。
注射用雾化不锈钢粉末
16
• 雾化法颗粒形状为球形，粒度分布较宽，具有较 高的振实密度。
28
• 热固性塑料 • 第一次受热时软化，冷却固化并呈现刚硬状态；重
新加热不再软化，温度超过一定值时发生分解。 • 固化后的树脂不溶于溶剂，称为不熔不溶。 • 常用的热固性树脂有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树
脂和不饱和聚酯等。
热固性环氧树脂
29
• 聚乙烯（PE） • 低密度聚乙烯(LDPE)：分子量较小，大分子链含
材料制备新技术
New Technologies of Preparing Materials
材料科学与工程学院 李军
金属粉末的注射成型
Poweder Injection Moulding
2
主要内容
金属粉末注射成型的特点 金属粉末注射成型的材料 金属粉末注射成型的过程 金属粉末注射成型的原理 金属粉末注射成型的应用
金属粉末注射成型复杂件
9
• （3）PIM可根据零件性能要求进行大范围的成分 设计，可制取复合材料零件，充分发挥不同材料的 优异性能，适应性广，生产成本低。
材料的复合设计
10
• （4）PIM适合大批量自动化生产。
PIM可采用一模多腔模具，成形效率高，模具使用寿 命长，更换调整模具快，产品转向周期短。
致粉末堆积性和流动性下降，导致粉末注射困难， 球磨制粉还有污染问题。
球磨后具有尖角的不规则形状SiC粉末形貌
19
塑料
• 塑料是以有机高分子化合物为基础，加入若干其他 材料(添加剂)制成的固体材料。
• 高分子化合物是由相对分子量较小的低分子化合物 经聚合反应后得到的相对分子量较大的化合物。
• 不是所有低分子化合物都能成为单体，如食盐、水 、甲烷等都不能成为单体，这些化合物的分子处于 饱和状态，不能进行聚合反应。
• 目前可作为单体的低分子化合物主要是含双键的不 饱和碳氢化合物。
20
• 高分子化合物的大分子以某种方式(通过范德华力的 作用)聚集在一起时，成为各种各样的树脂。
线型无定形聚合物： 大分子不规则排列在 一起，彼此交叉缠绕呈 无序排列； 存在某些近程有序区 域，在微小范围内大分 子呈规则排列，但这种 有序范围小、数量少， 对树脂性能影响不大。
聚合物具有较好的力学性能，施加外力产生微小变形 ，去除外力能恢复原状（普弹形变）。
• 温度低于Tx时，不仅链段运动不能进行，分子局部 的热振动也不能进行，聚合物呈脆性状态。
• 温度高于Tg时，外力作用下聚合物产生较大变形。
23
• Tg-Tf温度范围：高分子聚合物的高弹态。
温度较高，大分子链能在较大范围内自由地进行链 段运动，
26
• 分子结构复杂，相对分子量大的聚合物粘度大，粘 流温度高。
分子结构复杂，链段运动较因难，分子间相对滑动困难； 相对分子量大，聚合物分子链较长，大分子间彼此缠绕点
较多，引力也较大，大分子之间滑动困难。
• 降低粘度方法：
降低大分子聚合度(保证力学性能的前提下，采用低分子量 或线型结构的树脂)，可降低粘流温度和粘度；
3
• 随着技术进步和创新速度的加快，材料加工 技术朝高性能、低成本、短流程、近终成型 的方向发展，涌现出不少集设计、制备、加 工于一体的新型制备技术，如金属粉末注射 成型技术。
慢走丝机床
精密铸造技术
4
• 粉末注射成形（Powder injection molding,PIM）是 传统粉末冶金工艺与现代塑料注射成形工艺相结合 而形成的一门新型近终成形技术。
模腔内各点压力基本一致，消除传统粉末冶金压制 成形中不可避免的沿压制方向密度梯度问题，一定 程度上克服传统粉末冶金存在的密度、组织、性能 不均匀现象。
金属粉末注射成型制品
单向压制Ni粉压坯密度分布
7
• （2）粉末注射成型能制造传统工艺不能制造的具 有复杂形状的零部件。
传统粉末成形是外力把粉末压成生坯后烧结，粉末通过 颗粒重排、塑性流动而致密化。由于粉末流动性较差， 一些具有外部切槽、横孔、盲孔、外螺纹、凹台、表面 滚花等形状的零部件，难以一次成形。
PVC树脂及器件
33
• 聚丙烯（PP） • 聚丙烯的分子链上每隔一个碳原子就连接一个甲
基基团。 • 聚丙烯的密度为0.90-0.91g/cm3，是常用塑料中密
度最小的品种之一。 • 聚丙烯具有良好的耐热性，在无外力作用环境中
150℃也不变形，故聚丙烯可在水中煮沸，制作需 经煮沸消毒的医疗器械，如注射针筒等。
• 金属粉末注射成型是将金属粉末在模具中快速注射 成型，并通过脱脂烧结，快速制造出高密度、高精 度、三维形状结构复杂零件的新技术。
传统粉末冶金
塑料注塑成型
5
• 粉末注射成形是粉末冶金学、金属材料学、塑料成 型学和高分子材料学等多学科交叉复合的技术。
金属粉末注射成型
6
粉末注射成形特点 • （1）注射成形中，熔融粒料均匀地填充模腔成形，
自动化注塑生产车间一角
13
注塑成型材料
金属粉末
• 理想的注射成形用金属粉末：
粉末颗粒尺寸在0.5-20µm之间，D50在4-6µm之间； 粉末颗粒的粒度分布范围处于非常窄或非常宽的范
围内，其分布斜率的理想值为2或8；
粉末颗粒无团聚现象；
粉末颗粒近似为球形、等轴；
粉末颗粒致密，内部无孔洞；
• 聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿环境中形状和 尺寸变化很小，适于制造要求尺寸稳定的制品。
• 聚苯乙烯具有优良的电绝缘性，尤其在高频下介电 损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。
PS树脂及器件
37
• ABS塑料是一种三元共聚物，由丙烯腈 (A)、丁二 烯(B)和苯乙烯(S)三种单体组成，
丙烯腈具有良好的耐蚀性和耐热性； 丁二烯具有高韧性和低温弹性； 苯乙烯具有良好的成型工艺性、着色性和刚性。
羰基粉末粒径较小，纯度可达99.95%。颗粒形状为近 球形或链状。
羰基镍粉形貌
羰基铁粉形貌
18
• 对脆性材料来说，粉碎研磨是制粉的常用方法。
旋转装有一定量硬球和粗粉的容器，粉未经研磨球不 断撞击、研磨制得粒度较小的颗粒；
粉末粒度越小，所需研磨时间越长； 机械粉碎后粉末呈不规则形状，粉末之间尖锐接触导
粘流变形是聚合物中大分子的相对滑动，这种变形是 不可逆的，也正是由于这种不可逆变形，才能通过注 塑制造各种制品。
模塑制造各种塑料制品
25
• 粘流变形伴随着高弹形变。 • 高弹形变是链段运动，所以注塑时必须将原料加热