日本MIM工业产品发展迅速

金属粉末***成型技术(Metal Powder Injection Molding，简称MIM)是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，***后经烧结致密化得到***终产品。那么，如何判定一个产品是否应该选择MIM工艺，也就是选择MIM工艺的准则是什么呢。与传统工艺相比，具有精度高、***均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物***器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵工及航空航天等工业领域。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今***热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。

　　美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多***以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。到目前为止，美国、西欧、日本等十多个***和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。分解氨是液氨经热分解后获得的由氢和氮组合的混合气体，在粉末冶金中即可作为还原剂，也用来作为烧结气氛，除了某些含有氮成分的制品因与该气氛产生化学反应不能采用这种气氛烧结以外，大多数的金属都可采用这种气氛来烧结。日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工——爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家***从事MIM产业的公司，其MIM工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止，***已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造业中***为活跃的前沿技术领域，被世界冶金行业的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向。

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。因此，密炼机的出现是橡胶机械的一项重要成果，至今仍然是塑炼和混炼种的典型的重要设备，仍在不断的发展和完善。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。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。通过回火可使金相***趋十稳定，以保证在以后的使用过程中不再发生变形。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。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。

粉末冶金MIM工艺相比传统精铸工艺的优势

MIM使用的原料粉末粒度直径为2—15urn，而传统粉末冶金（PM）的原料粉末粒度为50—100urn。MIM工艺的成品密度高，原因是使用微细粉末。MIM产品形状自由度是PM所不能达到的。

传统的精密铸造（IC）工艺作为一种制作复杂形状产品极有效的技术，近年使用陶心辅助可以完成狭缝、深孔穴的产品，但碍于陶心的强度以及铸液的流动性限制，该工艺仍有某些技术上的难题。一般而言，此工艺制造大、中型零件较为合适，而小型复杂零件则MIM工艺较为合适，而且IC工艺材质受到一定限制。一个实用的粘结剂一般由几种组元组成，每种组元有各自独特的功能，按照功能可以分为主要粘结剂、次要粘结剂和添加剂这几种。

压铸工艺适用于铝和锌合金等低熔点、铸流性好的材料，而MIM工艺适合各种材质。

精密锻造可以成型复杂零件，但不能成型三维复杂的小型零件，其产品的精度低，产品有局限。

传统机械加工法：近来靠自动化和数控提升加工能力，在效率和精度上有很大的进展，但是基本的程序上仍脱不开逐步加工车、刨、铣、磨、钻、抛等完成零件形状的方式，机械加工的方法精度和复杂度远优于其他方法，但是因为材料的有效利用率低，且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，MIM可以有效利用材料，形状自由度不受限制。金属表面发黑（发蓝）处理工艺钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝处理。对于小型、复杂、高难度形状的精密零件的制造，MIM工艺比较机械式加工而言，其成本较低且效率高，具有竞争力。