MIM(Metal Injection Molding)粉末冶金是一種將金屬粉末與有機(jī)粘結(jié)劑混合后注射成型,在高溫下除去有機(jī)物,并通過(guò)燒結(jié)和熱處理得到最終零件的制造工藝。MIM工藝流程可以分為粉末制備、混合、注射成型、脫脂、燒結(jié)和后處理等幾個(gè)步驟。
1. 粉末制備
在MIM工藝中,首先需要選擇適合的金屬粉末,通常為細(xì)粉末,適宜的粒度范圍為0.5-20μm。金屬粉末通常通過(guò)氣霧化、水霧化等方法制備,在此過(guò)程中,金屬液體通過(guò)高速氣流或水流霧化為細(xì)小的顆粒。
2. 混合
將金屬粉末與有機(jī)粘結(jié)劑按一定比例混合。有機(jī)粘結(jié)劑主要用于形成粉末的流動(dòng)性,使其能夠注射成型。同時(shí),有機(jī)粘結(jié)劑還可以起到潤(rùn)滑作用,減少粉末顆粒間的摩擦。
3. 注射成型
將混合好的金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑放入注射成型機(jī)中,通過(guò)高壓將其注射到模具中,形成所需的形狀。注射成型機(jī)通常具有加熱和冷卻功能,以控制注射過(guò)程中的溫度變化。
4. 脫脂
注射成型后得到的零件是由有機(jī)粘結(jié)劑和金屬粉末組成的綠體,需要通過(guò)脫脂過(guò)程去除有機(jī)物。脫脂過(guò)程分為兩個(gè)階段:初始脫脂和終點(diǎn)脫脂。初始脫脂是在低溫下將大部分有機(jī)物去除,終點(diǎn)脫脂是在高溫下將殘留的有機(jī)物完全去除。
5. 燒結(jié)
經(jīng)過(guò)脫脂處理后的零件進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)是指在控制溫度下,將零件置于特定的氣氛中,使金屬粉末顆粒發(fā)生結(jié)合,形成致密的金屬結(jié)構(gòu)。燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間由材料的性質(zhì)和形狀等因素決定。
6. 后處理
經(jīng)過(guò)燒結(jié)的零件還需要進(jìn)行一些后續(xù)處理。例如,進(jìn)行粗糙度加工、拋光、熱處理、材料性能測(cè)試等,以提高零件的表面質(zhì)量和性能。
MIM工藝具有成型精度高、工件密度高、具有復(fù)雜形狀的零件可制造等優(yōu)點(diǎn),適用于需要高精度、復(fù)雜形狀的金屬零件制造。然而,MIM工藝也存在一些限制,如工藝周期長(zhǎng)、成本較高等問(wèn)題,需要綜合考慮材料、工藝和經(jīng)濟(jì)性的因素。