MIM(Metal Injection Molding)粉末冶金是一种将金属粉末与有机粘结剂混合后注射成型,在高温下除去有机物,并通过烧结和热处理得到最终零件的制造工艺。MIM工艺流程可以分为粉末制备、混合、注射成型、脱脂、烧结和后处理等几个步骤。
1. 粉末制备
在MIM工艺中,首先需要选择适合的金属粉末,通常为细粉末,适宜的粒度范围为0.5-20μm。金属粉末通常通过气雾化、水雾化等方法制备,在此过程中,金属液体通过高速气流或水流雾化为细小的颗粒。
2. 混合
将金属粉末与有机粘结剂按一定比例混合。有机粘结剂主要用于形成粉末的流动性,使其能够注射成型。同时,有机粘结剂还可以起到润滑作用,减少粉末颗粒间的摩擦。
3. 注射成型
将混合好的金属粉末和有机粘结剂放入注射成型机中,通过高压将其注射到模具中,形成所需的形状。注射成型机通常具有加热和冷却功能,以控制注射过程中的温度变化。
4. 脱脂
注射成型后得到的零件是由有机粘结剂和金属粉末组成的绿体,需要通过脱脂过程去除有机物。脱脂过程分为两个阶段:初始脱脂和终点脱脂。初始脱脂是在低温下将大部分有机物去除,终点脱脂是在高温下将残留的有机物完全去除。
5. 烧结
经过脱脂处理后的零件进行烧结。烧结是指在控制温度下,将零件置于特定的气氛中,使金属粉末颗粒发生结合,形成致密的金属结构。烧结温度和烧结时间由材料的性质和形状等因素决定。
6. 后处理
经过烧结的零件还需要进行一些后续处理。例如,进行粗糙度加工、抛光、热处理、材料性能测试等,以提高零件的表面质量和性能。
MIM工艺具有成型精度高、工件密度高、具有复杂形状的零件可制造等优点,适用于需要高精度、复杂形状的金属零件制造。然而,MIM工艺也存在一些限制,如工艺周期长、成本较高等问题,需要综合考虑材料、工艺和经济性的因素。