粉末冶金制品-金属注射成型零件-医疗器械配件

MIM技术概念

金属粉末注射成形工艺技术（简称 MIM ）是一种将粉末冶金与塑料成形工艺相结合的新型制造工艺技术。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂，再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品还可能要进行进一步致密化处理、热处理或机加工。烧结产品不仅具有与塑料注射成形法所得制品一样的复杂形状和高精度，而且具有与锻件接近的物理、化学与机械性能。该工艺技术适合大批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的金属零部件的制造。



MIM技术特性

金属注射成形技术的特点
MIM作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规粉末冶金和机加工方法无法比拟的优势。MIM能制造许多具有复杂形状特征的零件：如各种外部切槽，外螺纹，锥形外表面，交叉通孔、盲孔，凹台与键销，加强筋板，表面滚花等等，具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。由于通过MIM制造的零件几乎不需要再进行机加工，所以减少了材料的消耗，因此在所要求生产的复杂形状零件数量高于一定值时，MIM就会比机加工方法更为经济。


MIM和精密铸造成形能力的比较
特点 精密铸造 MIM
*小孔直径 2mm 0.4mm
2mm直径的盲孔*大深度 2mm 20mm
*小壁厚 2mm <1mm
*大壁厚 无限制 10mm
4mm直径的公差 ±0.2mm ±0.06mm
表面粗糙度（Ra） 5μm 1μm

MIM技术优势

MIM 技术作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规粉末冶金、机加工和精密铸造方法无法比拟的优势：
三维形状复杂程度与塑料注射成形相当
精度高（±0.3%～±0.1%），一般无需后续加工;
相对密度高（≥95％）;
表面光洁度好，32 ms 或更好;
产品强度、硬度、延伸率等力学性能高，耐磨性好，耐疲劳，组织均匀;
合金选择广泛，可制造其他技术无法生产的特殊性能零件;
机械性能好，与类似材料的锻件相当;
生产自动化程度高，工序简单，质量稳定，可连续大批量生产;
成本*竞争优势, 通常节约20％以上，并且交货时间较短;
无污染，生产过程为清洁工艺生产.


MIM工艺应用典型材质

材料体系 合*号、成分 应用领域

低合金钢 Fe-2Ni, Fe-8Ni 汽车、机械等行业的各种结构件

不锈钢 316L ,17-4PH 医疗器械、钟表零件

硬质合金 WC-Co 各种刀具、钟表、手表

陶瓷 Al 2 O 3 ,ZrO 2 ,SiO 2 IT电子、日常生活用品、钟表

高比重合金 W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, W-Cu 军工业、通讯、日用品

钛合金 Ti,Ti-6Al-4V 医疗、军工结构件

磁性材料 Fe,Fe 14 Nd 2 B,SmCo 5 各种磁性能部件




MIM技术应用领域

典型应用领域
航空工业: 飞机机翼绞链、火箭喷嘴、导弹尾翼、陶瓷涡轮叶片芯子;
汽车工业: 点火控制锁部件、涡轮增压器转子、阀门导轨部件、汽车刹车装置部件、汽车防晒棚部件;

电子工业: 磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子管壳、计算机打印头、电子封装件、热沉材料;

军工工业: 地雷转子、枪板扳机、穿甲弹弹心、准星座、集束箭弹小箭;
医疗器械: 牙齿矫形托槽、体内缝合针、活体组织取样钳、防辐射屏罩;
日用产品: 表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、运动鞋扣、体育枪械零件、文件装订打孔器;

机械行业: 异形铣刀、切削工具、微型齿轮;



几种典型MIM材料的性能
材 料 牌 号 密度 硬度 拉伸强度 伸长率
g/cm3 Mpa %
低合金钢
MIM-2200(烧结态) 7.6 45HRB 290 40.0
MIM-2700(烧结态) 7.6 69HRB 440 26.0
MIM-4605(烧结态) 7.5 62HRB 415 15.0
MIM-4605(热处理) 7.5 48HRc 1655 2.0
不锈钢
MIM-316L(烧结态) 7.6 67HB 520 50.0
MIM-17-4PH(烧结态) 7.5 27HRc 900 6.0
MIM-17-4PH(热处理) 7.5 40HRc 1185 6.0
MIM-430L(烧结态) 7.5 65HRB 415 25.0
钨合金
95%W-Ni-Fe 18.0 23HRc 960 25.0
97%W-Ni-Fe 18.30 27HRc 940 15.0
硬质合金
YG8X 14.90 HRA90 抗弯强度
2300 /
软磁合金
MIM-2200 7.60 / 290 40.0
MIM-Fe-50%Ni 7.70 / 455 30.0
MIM-Fe-3%Si 7.45 / 530 24.0
MIM-Fe-50%Co 7.70 / 205 <1.0
MIM-430L 7.50 / 415 25.0



MIM与其它工艺技术的比较

粉末注射成形工艺与传统批量工业化与自动化零件加工工艺，例如机械加工、冲压、锻造、精密铸造、粉末冶金相比，具有极其明显的优势。
比较项目 注射成形 粉末冶金 精密铸造 机加工 冲压
零件密度 98% 86% 98% 100% 100%
零件拉伸强度 高 低 高 高 高
零件表面光洁度 高 中 中 高 高
零件微小化能力 高 中 低 中 高
零件薄壁能力 高 中 中 低 高
零件复杂程度 高 低 中 高 低
零件设计宽容度 高 中 中 中 低
批量生产能力 高 高 中 中－高 高
适应材质范围 高 高 中－高 高 中
供货能力 高 高 中 低 高