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金屬成型新工藝:MIM

文章出處:網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2016-05-24 16:00:00

MIM是一種金屬加工成型工藝

        MIM (Metal injection Molding )是金屬注射成形的簡稱。是將金屬粉末與其粘結劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先將所選粉末與粘結劑進行混合,然后將混合料進行制粒再注射成形所需要的形狀。

 

MIM工藝流程步驟

        MIM流程結合了注塑成型設計的靈活性和精密金屬的高強度和整體性,來實現極度復雜幾何部件的低成本解決方案。 MIM流程分為四個獨特加工步驟(混合、成型、脫脂和燒結)來實現零部件的生產,針對產品特性決定是否需要進行表面處理.

金屬成型新工藝:MIM

 

混合

金屬成型新工藝:MIM

        精細金屬粉末和熱塑性塑料、石蠟粘結劑按照精確比例進行混合。混合過程在一個專門的混合設備中進行,加熱到一定的溫度使粘結劑熔化。大部分情況使用機械進行混合,直到金屬粉末顆粒均勻地涂上粘結劑冷卻后,形成顆粒狀(稱為原料),這些顆粒能夠被注入模腔。

成型

金屬成型新工藝:MIM

        注射成型的設備和技術與注塑成型是相似的。顆粒狀的原料被送入機器加熱并在高壓下注入模腔 。這個環節形成(green part)冷卻后脫模,只有在大約200°c的條件下使粘結劑熔化 (與金屬粉末充分融合),上述整個過程才能進行,模具可以設計為多腔以提高生產率。 模腔尺寸設計要考慮金屬部件燒結過程中產生的收縮。 每種材料的收縮變化是精確的、已知的。

 

脫脂

金屬成型新工藝:MIM

        脫脂是將成型部件中粘結劑去除的過程。這個過程通常分幾個步驟完成。絕大部分的粘結劑是在燒結前去除的,殘留的部分能夠支撐部件進入燒結爐。

        脫脂可以通過多種方法完成,最常用的是溶劑萃取法。脫脂后的部件具有半滲透性,殘留的粘結劑在燒結時很容易被揮發。

 

燒結

金屬成型新工藝:MIM

        經過脫脂的部件被放進高溫、高壓控制的熔爐中。該部件在氣體的保護下被緩慢加熱,以去除殘留的的粘合劑。粘結劑被完全清除后,該部件就會被 加熱到很高的溫度,顆粒之間的空隙由于顆粒的融合而消失。該部件定向收縮到其設計尺寸并轉變為一個致密的固體。對于大多數的材料,典型的燒結密度理論上大 于97%。高燒結密度使得產品性能與鍛造材料相似。

 

表面處理

金屬成型新工藝:MIM

        根據具體需求,有些部件燒結后可能需要進行表面處理。熱處理可以提高金屬物理性能。電鍍、涂裝可以應用于高密度材料。提供焊接或冷卻處理技術。

過程視頻展示:

        MIM產品通常具有以下特性

金屬成型新工藝:MIM

 

復雜性

        MIM和注塑成型一樣,形狀設計沒有限制。由于MIM是一個成型過程,附加的產品特性不會增加成本,這使得MIM成為將獨立零件組合成多功能的產品的理想途徑。MIM設計規則同注塑成型非常接近,從而適用于幾乎所有產品。

 

精密性

        MIM凈成型精度的參考設計通常是尺寸的± 0.5%。 某些特性凈成型能達到±0.3%。如同其它技術一樣,精度要求越高成本越高, 因此在質量允許情況下鼓勵適度放寬公差要求。 MIM一次成型無法達到的公差可以借助表面處理實現。

 

重量和尺寸

        MIM特別適合重量小于100克的零部件,少于50克是最經濟的。然而,重量達250克的零部件也可以處理。MIM工藝的主 要成本是原材料,因此MIM通過新技術來盡可能減少零部件的重量。同塑料產品一樣,可以在不影響產品完整性的條件下,通過內核和支架來減少零部件的重量。 MIM在極小和微型零部件方面表現突出,重量小于0.1克也是可行的。重量不是限制因素,長度超過250mm的產品也能被處理。 

 

薄型化

        小于6毫米的壁厚對于MIM是最適合的。較厚的外壁也可以,但是成本會由于處理時間長和增加額外材料而增加。另外,低于0.5 mm的極薄壁對MIM也是能實現,但對設計有很高的要求 

 

產量

        MIM是彈性較大的工藝,年需求量幾千到幾百萬的產量能夠非常經濟地實現。和鑄造件、注塑件一樣,MIM需要客戶投資模具和工具費用,所以對小批量的產品而言,通常會影響到成本估算。 

 

原料

        MIM能處理很多材料,包括鐵合金、超級合金、鈦合金、銅合金、耐火金屬、硬質合金、陶瓷和金屬基復合材料。雖然有色合金鋁和銅在技術上是可行的,但是通常由其他更經濟的方式進行處理,如壓鑄或機加工。

 

MIM設計指導

        MIM被廣泛運用到各個汽車、醫療、電子、工業、消費等各行業,產品涉及包括汽車配件、航空航天器材、移動電話、牙科儀器、電子散熱器和密封包裝、電子連接器硬件、工業工具、光纖連接器、噴霧系統、盤驅動器、醫療設備、手持電動工具、手術器械和運動器材等。

金屬成型新工藝:MIM

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