脱脂和烧结是MIM工艺中技术难度比较高的环节,直接决定零件的密度、尺寸精度和力学性能。脱脂的目的是完全去除粘结剂,同时避免生坯开裂或变形。当前主流方法包括热脱脂(在惰性气体或真空环境中逐步升温至400-600℃,使粘结剂分解挥发)和溶剂脱脂(将生坯浸泡在三氯乙烯等有机溶剂中,溶解部分粘结剂后进行热脱脂)。热脱脂虽效率较低(需10-20小时),但适用性广;溶剂脱脂可缩短脱脂时间至2-5小时,但需处理有毒溶剂,且对粉末装载量(通常<60%)限制较大。烧结阶段则通过高温(通常为金属熔点的70%-90%)使粉末颗粒间发生扩散连接,实现致密化。例如,316L不锈钢的烧结温度为1350-1400℃,保温时间2-4小时,配合氢气气氛还原表面氧化层,可获得抗拉强度>520MPa、延伸率>30%的零件,性能接近锻造材料。某汽车零部件厂商通过优化烧结曲线,将变速箱同步器齿环的收缩率波动从±0.3%控制在±0.1%以内,满足了高精度传动要求。金属粉末注射成型的转轴,内部组织均匀细密,在高转速运转下依然保持良好的动平衡性能。梅州户外用品金属粉末注射供应商

烧结是MIM工艺中实现零件致密化与性能提升的关键步骤。其原理是通过高温(通常为金属熔点的70%-90%)使粉末颗粒间发生扩散连接,消除孔隙并形成连续金属基体。例如,316L不锈钢的烧结温度为1350-1400℃,保温时间2-4小时,配合氢气气氛还原表面氧化层,可获得抗拉强度>520MPa、延伸率>30%的零件,性能接近锻造材料;钛合金(Ti6Al4V)的烧结则需在真空或氩气保护下进行,温度控制在1250-1300℃,以避免晶粒粗化导致韧性下降。烧结后的零件可能需进行后处理以进一步提升性能:热处理(如固溶+时效)可调整组织结构,提高硬度与耐磨性;表面处理(如抛光、喷砂、PVD镀层)可改善外观与耐腐蚀性。某汽车零部件厂商通过优化烧结曲线与后续深冷处理,将变速箱同步器齿环的疲劳寿命从10万次提升至50万次,满足了高级车型的严苛要求。汕尾异形复杂金属粉末注射推荐厂家泽信产品覆盖消费电子、汽车、医疗等领域,满足多行业轻量化需求。

工业工具与装备对零部件的耐磨性、抗冲击性和制造成本敏感,MIM技术通过结构集成与规模化生产实现性能与成本的平衡。在电动工具中,MIM制造的冲击钻头夹持套将传统工艺需分步加工的六角孔、防滑纹和冷却槽整合为单一零件,夹持力达5000N,较冲压件提升40%,同时通过热处理使硬度达HRC55-60,寿命延长3倍。在液压阀体制造中,MIM不锈钢(316L)阀芯通过多级抽芯模具实现内流道直径0.5mm的精密成型,流量控制精度±1%,较机加工提升2倍,且单件成本降低60%。此外,MIM支持异种材料连接,如将硬质合金(WC-Co)刀头与钢制刀柄通过粉末包套成型,界面结合强度达300MPa,较焊接工艺提升50%,适用于切削速度200m/min的高速加工。在机器人领域,MIM制造的谐波减速器柔轮通过薄壁(厚度0.3mm)与齿形(模数0.2mm)的同步成型,传动精度达1弧分,较传统车削工艺提升1个数量级,同时使减速器体积缩小40%,满足协作机器人紧凑化需求。
喂料制备是MIM工艺的基础,其质量直接影响终零件的性能。金属粉末需选择高纯度(杂质含量<0.1%)、球形度好(流动性佳)的原料,例如316L不锈钢粉末的氧含量需控制在200ppm以下,以避免烧结时产生氧化夹杂。粘结剂体系的设计则是关键挑战,需平衡流动性、脱脂效率和烧结收缩率:典型的蜡基粘结剂由石蜡(40%-60%)、聚乙烯(20%-40%)和硬脂酸(5%-10%)组成,可在80-120℃下熔融并与粉末均匀混合,形成粘度适中的喂料(粘度范围1000-5000Pa·s)。注射成型阶段需精确控制工艺参数:模具温度通常保持在40-80℃,以防止喂料过早凝固;注射压力为100-200MPa,确保喂料充分填充模腔;保压时间则根据零件壁厚调整(0.5-5秒),以减少缩孔缺陷。某企业通过优化模具流道设计,将316L不锈钢齿轮的成型周期从120秒缩短至80秒,同时将废品率从15%降至5%以下。泽信金属粉末注射产品经严苛环境测试,在高低温环境下性能稳定。

MIM技术的材料适用性正从传统不锈钢、低合金钢向高性能合金和复合材料扩展。目前,可商业化应用的MIM材料已超过50种,包括铁基(如4140铬钼钢)、镍基(如Inconel718高温合金)、钴基(如Stellite6耐磨合金)以及钛合金(如Ti6Al4V)。其中,钛合金MIM零件因生物相容性优异,在医疗植入物领域增长迅速:某企业利用MIM技术制造的髋关节球头,通过优化粉末粒径分布(D50=8微米)和烧结工艺,将孔隙率降低至0.5%以下,疲劳寿命较传统铸造件提升3倍。此外,金属-陶瓷复合粉末的MIM成型也取得突破,例如在316L不锈钢基体中添加10%碳化钨(WC)颗粒,可制备出硬度达HRC60的模具镶件,使用寿命较普通模具钢提高5倍。在应用领域方面,MIM正从消费电子(如手机卡托、摄像头支架)向航空航天(如涡轮叶片冷却孔结构件)、能源(如燃料电池双极板)等高级市场渗透,预计到2025年全球MIM市场规模将突破50亿美元。东莞市泽信新材料科技的金属粉末注射五金工具,表面经过防滑处理,握持时手感舒适且牢固。深圳五金金属粉末注射
采用金属粉末注射工艺制造的转轴,可定制不同的长度与直径规格,满足多样化设备安装需求。梅州户外用品金属粉末注射供应商
展望未来,金属粉末注射加工技术将朝着多个方向发展。在材料方面,将不断开发新型的金属粉末材料,如高熵合金粉末、非晶合金粉末等,以满足不同领域对零件性能的特殊要求。在工艺上,将进一步优化脱脂和烧结工艺,实现更高效、更节能的生产过程。同时,智能化制造将成为发展趋势,通过引入传感器、物联网和人工智能等技术,实现对生产过程的实时监测和智能控制,提高生产的稳定性和产品质量。此外,随着环保意识的增强,MIM技术将更加注重绿色制造,减少生产过程中的能源消耗和环境污染。金属粉末注射加工技术有望在更多领域得到广泛应用,为现代制造业的发展注入新的活力。梅州户外用品金属粉末注射供应商