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(jìn)行混合，然后將混合料進(jìn)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(shè)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(fù)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(jìn)行表面處理。

2、金屬注射成形（MIM）生產(chǎn)工藝與應(yīng)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(yīng)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(fù)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(xué)或電化學(xué)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(dǎo)電性、反光性、抗腐蝕性(硫酸銅等）及增進(jìn)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(dá)到防銹目的，是很常用的一種化學(xué)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(xué)與電化學(xué)反應(yīng)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(hù)，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(xì)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(yù)處理，為其他后處理做準(zhǔn)備；

2）電鍍、PVD是應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域：

MIM的應(yīng)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(yīng)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(xì)陶瓷等系列。

3、MIM與其他加工工藝的比較

（1）MIM與傳統(tǒng)的粉末冶金（PM）的比較

（2）MIM與精密鑄造的比較

壓鑄和精密鑄造是可以成形三維復(fù)雜形狀的零件，但壓鑄僅限于低熔點金屬，而精密鑄造（IC）限于合金鋼、不銹鋼、高溫合金等高熔點金屬及有色金屬，對于難熔合金如硬質(zhì)合金、高密度合金、金屬陶瓷等卻無能為力，這是IC的本質(zhì)局限性，而且IC對于很小、很薄、大批量的零件生產(chǎn)是十分困難或不可行的。IC產(chǎn)業(yè)化已成熟，發(fā)展的潛力有限。MIM是新興的工藝，將擠入IC大批量小零件的市場。

（3）MIM與傳統(tǒng)機械加工的比較

MIM技術(shù)彌補了傳統(tǒng)加工方法在技術(shù)上的不足或無法制作的缺憾，并非只與傳統(tǒng)加工方法競爭，MIM技術(shù)可以在傳統(tǒng)加工方法無法制作的零件領(lǐng)域發(fā)揮其特長

從MIM的工藝本質(zhì)分析，是目前適合于大批量生產(chǎn)高熔點材料，高強度、復(fù)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(fù)雜的各種金屬材料零件（只要這種材料能被制成細(xì)粉）。零件各部位的密度和性能一致，既各向同性。為零件設(shè)計提供了較大的自由度。

（2）MIM能大限度制得接近形狀的零件，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(dá)95%以上，其性能可與鍛造材料相媲美。特別是動力學(xué)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(fù)使用，材料利用率達(dá)98%以上。

（6）產(chǎn)品轉(zhuǎn)向快。生產(chǎn)靈活性大，新產(chǎn)品從設(shè)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(dāng)，數(shù)量大，可取得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

（8）MIM所用材料范圍寬，應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。可用于注射成型的材料非常廣泛，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粘結(jié)劑

MIM工藝，離不開粘結(jié)劑，目前行業(yè)應(yīng)用的粘結(jié)劑有多種：

粘結(jié)劑不同類型，各有差異，因此在MIM成型過程的不同環(huán)節(jié)會有不同的特性，下面我們從塑料基、蠟基粘結(jié)劑入手，分析粘結(jié)劑在混煉、注塑、脫脂和燒結(jié)制程上的差異：

5、MIM設(shè)備 

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

6、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(xué)的分析能知道哪幾個工序成本高，對這些工序重點改進(jìn)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(dāng)下中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)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(fù)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�。ó�(dāng)然根據(jù)不同的產(chǎn)品會有不同的差異）。

以加工打字機印刷元件導(dǎo)桿為例：

通常需14道以上工序，而采用MIM工藝只需6道工序，可節(jié)約成本1/2左右。

通常，耗成本的地方是：喂料、燒結(jié)、后處理。

降低成本的主要方向有：

1）自己配料、混煉得到喂料，但技術(shù)壁壘較高；

2）提高產(chǎn)品的良品率，大限度的利用喂料；

3）改進(jìn)工藝誘導(dǎo)粘結(jié)劑加速脫除，可能會大幅度降低燒結(jié)成本；

4）加強培訓(xùn)，培養(yǎng)一支經(jīng)驗豐富、工作熟練的員工隊伍，以減少員工數(shù)量。

（原因是，后處理包括：噴砂、去披鋒、整形和檢測，大部分為人工檢測。人工檢測占很大的費用比例）

當(dāng)材料成本/制造成本的比率增加時，潛在的成本更能降低，因此零件越小越復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)效益將越好。通過以上分析，可以看出MIM成型的潛力是很大的。