金属***成形（MIM）发展

金属***成形（Metal Injection Molding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。

MIM是由传统粉末冶金工艺与现代塑料***成型技术融合发展而来，其基本工艺过程是：将各种微细金属粉末（一般小于20μm）按一定的比例与预设粘结剂（各种热塑性塑料，蜡及其他材料）均匀混合，制成具有流变特性的喂料，通过***机注入模具型腔（或多模型腔）成型出零件毛坯，毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后，即可得到微观***均匀、材料高度致密的各种金属零部件。一、电镀电镀是一种化学过程，它是在外界直流电源的作用下通过两类导电在阳极和阴极两个电极上进行氧化还原反应的过程。

MIM的发展进程

20世纪70年代，美国学者Wiech首先开发出一种对金属粉末进行***成形的粉末冶金工艺。20世纪80年代，美国伦赛尔理工学院开始开展MIM技术理论基础和应用基础的研究工作。美国Injectamax公司和德国BASF公司将脱脂时间从数十小时缩短到几个小时，而且保形性得到明显改善，产品的尺寸精度从±0.5%提高到±0.3%。21世纪后，MIM工艺进一步得到改进，新材料、新工艺不断涌现，产业化发展迅速。这样能防止低熔点组元的气化或分解，分批加入金属粉可防止降温太快而导致的扭矩急增，减少设备损失。形状复杂、尺寸较小及产量大，这些都是MIM的强项，使其在手表、手工工具、牙齿矫正支架、汽车发动机零件、电子密封、切削工具及运动器材中找到大量应用。

粉末***成型技术弯道超车

粉末***成型适用不锈钢，铁基合金，磁性材料，钨合金，硬质合金，精细陶瓷等系列。所制备的零件广泛应用于航空航天工业、汽车业、兵工业、***器械、机械行业、日用品等领域。那么粉末***成型和其他成形工艺特点的比较，哪个更具优势呢?

　　(一)与传统粉末冶金工艺比较

　　粉末***成型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。下面我们就一起来了解一下：一、保护气氛：保护气氛分为还原性气氛和中性气氛，还原性气氛又分为氢气和分解氨。

　　(二)与比精密铸造比较

　　精密铸造对于熔点相对较低的金属或合金，精密铸造也可以成形三维复杂形状的零件。但对于难熔金属和合金、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等却无能为力，这是精密铸造的本质所决定的。另外，对于尺寸小、壁薄、大批量的零件采用精密铸造是十分困难或不可行的。

　　(三)与机加工比较

　　传统机械加工法，近来靠自动化而提升其加工能力，在效率和精度上有极大的进步，但是基本的程序上仍脱不开逐步加工(车削、刨、铣、磨、钻孔、抛光等)完成零件形状的方式。

　　机械加工方法的加工精度远优于其他加工方法，但是因为材料的有效利用率低，且其形状的完成受限于设备与刀具，有些零件无法用机械加工完成。相反的，粉末***成型可以有效利用材料，形状自由度不受限制。对于小型、高难度形状的精密零件的制造，粉末***成型工艺比较机械加工而言，其成本较低且效率高，具有很强的竞争力。MIM技术弥补了传统加工方法在技术上的不足或无法制作的缺憾，并非与传统加工方法竞争。有些人还试图在喂料生产时加入表面活性剂，实验表明这会降低粘结剂对粉末的湿润性，减少粘结剂的使用量，进而提高金属喂料中金属粉末的装载量。粉末***成型技术可以在传统加工方法无法制作的零件领域发挥其特长。

金属***成形用不锈钢粉的生产工艺

金属***成形技术由陶瓷零件的粉末***成形技术发展而来，是一种新型的粉末冶金近净成形技术。金属***成形技术技术的主要生产步骤如下：金属粉末与粘结剂混合——制粒——***成形——脱脂——烧结——后续处理——***终产品该技术适用于大批量生产性能高、形状复杂的小尺寸的粉末冶金零部件，如瑞士的手表业用来生产手表零件。 近几十年来，MIM技术发展势头迅猛，能应用的材料体系包括：Fe-Ni合金、不锈钢、工具钢、高比重合金、硬质合金、钛合金、镍基超合金、金属间化合物、氧化铝、氧化锆等。金属***成形技术要求粉末粒度为微米级以下，形状近球形。此外对粉末的松装密度、摇实密度、粉末长径比、自然坡度角、粒度分布也有一定的要求。目前生产金属***成形技术用粉末的主要方法有：水雾化法、气体雾化法、羰基法。以上是粉末冶金齿轮一些缺点，不过凡事有利就有弊，相信随着时代的快速发展，粉末冶金齿轮的不足点也会慢慢的得到改善。常用的不锈钢金属的粉末牌号有：304L，316L， 317L，410L，430L，434L，440A，440C，17-4PH等。

对于水雾化法其制作流程为：

选用不锈钢原料——中频感应炉内熔化——成份调整——脱氧除渣——雾化制粉——质量检测——筛分——包装入库主要用到的设备有：中频感应熔炉、高压水泵、全封闭式制粉装置、循环水水池、筛分和包装设备、检测仪器等。

对于气雾化法其制作流程为：

选用不锈钢原料——中频感应炉内熔化——成份调整——脱氧除渣——雾化制粉——质量检测——筛分——包装入库主要用到的设备有：中频感应熔炉、氮气源和雾化装置、循环水水池、筛分和包装设备、检测仪器等。

每种方法各有其优缺点：水雾化法是主要的制粉工艺，其效率高、大规模生产比较经济，可使粉末细微化，但形状不规则，这有利于保形，但所用粘结剂较多，影响精度。此外，水与金属高温反应形成的氧化膜妨碍烧结。气体雾化法是生产金属***成形技术用粉的主要方法，它生产的粉末为球形，氧化程度低，所需粘结剂少，成形性好，但极细粉收率低，价格高，保形性差，且粘结剂中的C，N，H，O对烧结体有影响。羰基法生产的粉末纯度高、开头稳定、粒度极细，它***适合于 MIM，但仅限于Fe,Ni等粉体，不能满足品种的要求。为了满足金属***成形技术用粉的要求，许多制粉公司对上述方法进行了改进，还发展了微雾化、层流雾化等制粉方法。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。现在通常是水雾化粉和气雾化粉混合使用，前者提高振实密度后者维持保形性。目前采用水雾化粉也可生产相对密度大于99%的烧结体，因此较大型零件只使用水雾化粉，较小型零件使用气雾化粉

金属微***成型技术（μ-MIM）

微机械或微机电系统（MEMS）是20世纪80年代后期发展起来的一门新兴的交叉学科，已被公认为21世纪***发展的关键学科之一。

微机械或微机电系统的实用化依赖于微细加工技术的进步，金属微***成型技术是批量化***率生产高精度、高性能微型金属或陶瓷零件的一种***有效的方法。

金属微***成型技术是指利用MIM工艺生产微米尺寸或微米结构金属或陶瓷零件的一门工艺技术，一般指尺寸小于1mm或局部微米级精细结构的精密零件。

目前，采用适当的细粉，可以制取25~50μm厚、局部结构细节小于5μm、表面粗糙度大2~3μm的金属或陶瓷零件。

金属***成型零件的尺寸向两个极端发展，微米尺寸精密零件有着巨大的市场容量和发展潜力。这些小零件的技术附加值非常高，例如光纤金属套、激光导管、印刷电路微型钻、微电子执行器及YA科***等零件，每千克售价为4000~20000美元。

微***成型产品在执行器、传感器、袖珍消费品、航空航天、电子组装工具、氧分析仪、过滤器及******设备等方面有着广阔的应用前景。

限制微***成型技术发展的主要障碍是精密微细模具的制造、狭窄缝隙的***充填及为小零件的操作处理。

生产这类高精度微小零件的模具比常规模具要精密的多，需要用到各类现金为细加工技术，如光刻加工、电铸加工、微细切割、微细电火花加工等。采用LIGA（德文制版术、电铸成型和注塑成型三次缩写）等工艺制造塑料消失模具方法，可以很好地解决上述问题。