1、MIM概述

MIM即（Metal Injection Molding）是金屬注射成型的簡稱。是將金屬粉末與其粘結(jié)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(jié)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流程結(jié)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(xiàn)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(jié)）來實現(xiàn)零部件的生產(chǎn)，針對產(chǎn)品特性決定是否需要進行表面處理。

2、金屬注射成形（MIM）生產(chǎn)工藝與應用概要

MIM制造流程一般包括：混煉造粒、注塑成型、脫脂、燒結(jié)以及二次處理等。

（1）MIM工藝主要技術(shù)特點：

1、適合各種粉末材料的成形，產(chǎn)品應用十分廣泛；

2、原材料利用率高，生產(chǎn)自動化程度高，適合連續(xù)大批量生產(chǎn)。

3、能直接成形幾何形狀復雜的小型零件（0.03g～200g）；

4、零件尺寸精度高（±0.1%～±0.5%），表面光潔度好（粗糙度1～5μm）；

5、產(chǎn)品相對密度高（95～100%），組織均勻，性能優(yōu)異；

（2）MIM件的常用幾種表面處理工藝

拋光處理

利用機械、化學或電化學的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工。

電鍍處理

利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝。電鍍可以起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等）及增進美觀等作用。

PVD處理

利用物理過程實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，將原子或分子由源轉(zhuǎn)移到基材表面上的過程。它的作用是可以使某些有特殊性能（強度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等）的微粒噴涂在性能較低的母體上，使得母體具有更好的性能。

發(fā)黑處理

使金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜，以隔絕空氣，達到防銹目的，是很常用的一種化學處理手段。外觀要求不高時可以采用發(fā)黑處理，發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。

磷化處理

是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽膜的過程。磷化的目的主要是：

1）給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；

2）用于涂漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。

噴涂處理

通過噴槍或碟式霧化器，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂物表面的涂裝方法。

總之：

1）拋光、磷化主要是預處理，為其他后處理做準備；

2）電鍍、PVD是應用較多的兩類處理技術(shù)；

3）發(fā)黑和噴涂會對制品表面會有較大的改變，更適合于大型工件。

（3）適用材料及應用領域：

MIM的應用極其廣泛，包括日常生活用品，諸如汽車、航空航天工業(yè)、軍工業(yè)、手機、手表、醫(yī)療、家用器具、照相機及裝有MIM零件的電動工具等。MIM技術(shù)可適用于任何能制成粉末的材料，目前應用的MIM材料體系主要有：

不銹鋼、鐵基合金、磁性材料、鎢合金、硬質(zhì)合金、精細陶瓷等系列。

3、從MIM的工藝本質(zhì)分析，是目前最適合于大批量生產(chǎn)高熔點材料，高強度、復雜形狀零件的工藝，其優(yōu)點可歸納如下：

（1）MIM可以成型三維形狀復雜的各種金屬材料零件（只要這種材料能被制成細粉）。零件各部位的密度和性能一致，既各向同性。為零件設計提供了較大的自由度。

（2）MIM能最大限度制得接近最終形狀的零件，尺寸精度較高。

（3）即使是固相燒結(jié)，MIM制品的相對密度可達95%以上，其性能可與鍛造材料相媲美。特別是動力學性能優(yōu)良。

（4）粉末冶金（PM）的自動模壓機的價格比注射成型機要高數(shù)倍。MIM可方便地采用一模多腔模具，成型效率高，模具使用壽命長，更換調(diào)整模具方便快捷。

（5）注射料可反復使用，材料利用率達98%以上。

（6）產(chǎn)品轉(zhuǎn)向快。生產(chǎn)靈活性大，新產(chǎn)品從設計到投產(chǎn)時間短。

（7）MIM特別適合于大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品性能一致性好。如果生產(chǎn)的零件選擇適當，數(shù)量大，可取得較高的經(jīng)濟效益。

（8）MIM所用材料范圍寬，應用領域廣闊?？捎糜谧⑸涑尚偷牟牧戏浅V泛，如碳鋼、合金鋼、工具鋼、難熔合金、硬質(zhì)合金、高比重合金等。

4、MIM設備

根據(jù)MIM的加工工藝流程來看，MIM涉及的設備有混煉造粒一體機、MIM專用注塑機、脫脂爐、燒結(jié)爐和多種檢測、二次加工設備等多種設備。

5、MIM全制程各工序成本分析

MIM適用的材料主要有：Fe合金、Fe-Ni合金、不銹鋼、W合金、Ti合金、Si-Fe合金、硬質(zhì)合金、永磁合金及氧化鋁、氮化硅、氧化鋯等陶瓷材料。

MIM加工工序較長，能加工的材料眾多，在實際生產(chǎn)中，如果通過科學的分析能知道哪幾個工序成本最高，對這些工序重點改進以提高效率、良率，就能有效增加利潤，從而提高企業(yè)自身的競爭力，尤其在當下中國經(jīng)濟進入新常態(tài)下的形勢下，對企業(yè)顯得尤為重要。

對于過硬、過脆難以切削的材料或幾何形狀復雜、鑄造時原料有偏析或污染的零件，采用MIM工藝可大幅度節(jié)約成本。

MIM的行業(yè)人士都清楚，通常，脫脂、注塑、模具損耗為3個成本較低的3個地方，3個加起來也不過是總量的10%~15%，僅不到后處理的1/3！（當然根據(jù)不同的產(chǎn)品會有不同的差異）。

6、MIM工藝應用

（1）、汽車用零件：安全氣囊用零件、汽車鎖用零件、安全帶用零件、汽車車門升降系統(tǒng)、小齒輪、汽車用空調(diào)系統(tǒng)小零件、剎車系統(tǒng)中齒條等，供油系統(tǒng)中的傳感器中的小零件；

（2）、軍用零件：槍支零件、彈用零件、引信用零件；

（3）、計算機及IT行業(yè)：如手機卡托、手機結(jié)構(gòu)件、打印機零件、磁芯、撞針軸銷、驅(qū)動零件、光通信陶瓷插頭；

（4）、工具：如鉆頭、刀頭、噴嘴、螺旋銑刀、汽動工具、漁具用的零件等；

（5）、家用器具：如表殼、表鏈、電動牙刷、剪刀、高爾夫球頭、珠寶鏈環(huán)、刃具刀頭等零部件；

（6）、醫(yī)療機械用零件：如牙矯形架、剪刀、鑷子；

（7）、電氣用零件：微型馬達、傳感器件；

（8）、機械用零件：如紡織機、卷邊機、辦公機械用零件等。

7、MIM的難點

（1）控制零件尺寸精度

金屬注射成形件的精度比傳統(tǒng)粉末冶金方法所達到的精度還有一定的距距。在精度方面尚有改進的余地，主要是通過精細的工藝過程控制，有時采用二次加工，像機加工、熱處理與拋光等。

（2）降低生產(chǎn)成本

利用優(yōu)化生產(chǎn)工藝、標準化作業(yè)、回收廢料等措施節(jié)省成本。

8、MIM未來發(fā)展方向

雖然MIM正引起人們越來越大的關(guān)注，但目前其規(guī)模與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比還顯弱小，還有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＰ律腗IM工業(yè)還需要我們采取制定工業(yè)標準、加快工業(yè)化、提高從業(yè)者素質(zhì)、研發(fā)設備以及爭取顧客等一系列的努力來將其發(fā)展壯大。

（1）材料體系的多方向拓展

注射成形技術(shù)是比較理想的、能夠經(jīng)濟地成形、接近最終需要形狀，燒結(jié)后需少量或不需要后續(xù)加工的近凈成形技術(shù)。在精密陶瓷的生產(chǎn)方面主要應用到碳化物，金屬陶瓷，無機非金屬陶瓷，氧化物陶瓷，金屬間化合物等方面。

（2）粘結(jié)劑多樣化及脫脂技術(shù)的多途徑化

以醋酸纖維脂、聚乙二醇聚合物，丙烯酸聚合物、瓊脂為基體的諸多粘結(jié)劑體系得到進一步的發(fā)展應用。計算機輔助控制熱脫脂技術(shù)、溶劑脫脂技術(shù)，催化脫脂技術(shù)，以及冷凍干燥技術(shù)、微波輔助干燥技術(shù)都被用于粘結(jié)劑的脫脂研究。

（3）更先進、控制更精確的裝備

以計算機精密控制注射成形機及相關(guān)在線質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)的研究和計算機輔助脫脂關(guān)鍵裝備技術(shù)的開發(fā)是目前及今后關(guān)注的重點方向。成形設備如粉末同步注射成形機，利用控制協(xié)調(diào)的雙簡注射機生產(chǎn)復合材料零件。

（4）產(chǎn)業(yè)方面要形成關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)精耕細作

把技術(shù)和工程能力深入吃透，形成生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈抱團，才能抵抗風險加速發(fā)展。