金属打针成形工艺在汽车家产中的使用

5月21日晚8点30分，&ldquo盖世微课堂&mdash&mdash金属注射成形工艺在汽车工业中的使用&rdquo正式开讲！盖世汽车特邀行业资深专家安泰科技股份无限公司原注射成形厂厂长，初级工程师，安泰科技昆山分公司副总经理何建久先生开堂授课，安泰科技昆山分公司市场部经理崔晓波就大家的所提出的成绩停止解答。同时来自西风裕隆、北汽、上汽、广本、长安标致雪铁龙、江铃重卡、金龙客车、重汽、江淮汽车等整车厂以及来自汽车零部件及相关企业合计407位人士在群内展开热烈讨论。

课堂开端之前，安泰科技昆山分公司市场部经理崔晓波就MIM工艺的开展历史以及使用现状做了扼要阐释：

1988年美国弗罗里达世界粉末冶金大会初次地下了金属粉末注射成形技术，吸引了全球各地的专家、学者，同年母公司中国钢研，原冶金部钢铁研讨总院开端立项研发此工艺。90年底，MIM的使用大家最熟习应该就是BP机的震动马达的钨合金振子。2000年当前，不锈钢系列开端普遍使用，大家熟习的如光纤接头，消费电子类的hinge 系列，手机按键，sim卡托槽等。近期MIM行业呈现了投资热潮，是由于MIM零件在手机行业普遍使用，以及3C行业的组装工厂也在中国，投资门槛的降低，这吸引了少量的资金流入。

以下是课堂焦点内容速记汇总，与业内共飨：

今晚从如下几个方面引见MIM：

1. 工艺引见

2. MIM选择

3. 汽车行业使用

05年前说到MIM企业，榜上有名文章中常提及的公司有中南英杰，安泰科技，北京嘉润, 上海富驰，山东金珠,规模明天来看也是中小程度，短短十年，国际MIM发作宏大变化,富士康，成铭电子，富驰，精研，安泰海美格,，安费诺电子等大型MIM工厂高速开展。从最后的二十几家开展到几天的几百家。也带动了整个产业链的蓬勃兴隆。

由于MIM触及的范畴较多，需求更多配套企业的支持，因而地域十分重要。外地要有足够经历的模具加工，热处置，机加工，外表处置才能等，更重要的是方便客户，可以与客户近间隔接触等，安泰科技也是顺应大势，从北京迁到江苏长三角地域追求进一步开展。

首先引见一下工艺，金属注射成型MIM，归属粉末冶金一种金属成型办法，是粉末冶金与塑料注塑相结合发生的一个新工艺。下图是MIM复杂的一个工艺进程。

次要原料是金属粉，粉末粒度大约在10-20微米。目前各种资料粉末可以经过图示多种办法失掉，可以是元素粉，也可以是金属粉。国际提供MIM粉末的公司有安泰科技，龙鼎粉末，天一粉末，岳龙粉末等公司，这是安泰科技商品化多种牌号的MIM粉，粘结剂是由几种聚合物或石蜡、助剂等组成，在一定温度下具有活动性。金属粉和粘结剂在加热的混合机内混合平均，冷却后造粒，即成为成型的注射料。

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下面列出了国外几家出售注射料的公司，国际的公司有微纳宝德，中泰，恒基等几家公司也提供注射料。

在过来，粘结剂配方是各个MIM公司的中心技术，自巴斯夫商品化注射料开发成功本着网络面前人人平等的原则，提倡所有人共同协作，编写一部完整而完善的百科全书，让知识在一定的技术规则和文化脉络下得以不断组合和拓展。，并提供技术效劳及一整套处理方案当前，该技术成为普及技术，特别是近几年金属粉末和注射料的国产化，使资料本钱进一步降低，产品更具竞争力，MIM在中国蓬勃开展。

成形是采用了与塑料注塑一样的设备，在注射料中由于金属粉末装载量高，具有与塑料不一样的特性，其后的烧结膨胀率大，约15%到25%。公差到达0.3%到0.5%，因而对设备和模具的要求比拟高，注射机的控制零碎应采用闭环零碎。

图示是从脱脂到烧结的三个进程。脱脂的目的是将局部粘结剂事后脱除，使生坯具有多孔性，外部构成通道，利于气体活动。在其后烧结前的加热段使骨架粘结剂蒸发和分解时能疾速排出。

图中所示的第一步脱脂有三种办法，1是热脱法，次要在日本运用，2溶剂法，以腊剂为主，将腊溶解出来，3.催化法真实硝酸作用下将POM分解成气体，在国际使用比拟普遍。

第二步是溶剂或酸脱脂后的坯料进入烧结炉。迟缓的升温或慢速推入不同温度加热区。在加热进程中驱除还留在零件中起骨架作用的粘结剂。这样可以保证在低温烧结时炉膛内没有挥发性的含碳物质，这样也保证烧结氛围的清洁性。互联网电子商务和移动商务消费渠道的普及，使得支付市场将在不久的将来继续呈现更加美好的增长前景。

第三部是升温到烧结温度，使产品烧结膨胀，完成致密化的进程，到达目的尺寸。

从实际上讲烧结膨胀是平均、各项异性的，膨胀率在15%--25%。烧结的氛围可以是氢气、真空和氮气。烧结设备可以是真空炉，可以灵敏对应小批量多品种的产品，或许是特殊资料产品的烧结。另外一种是延续烧结炉，通常大公司才会运用，合适波动、大批量产品的烧结。

烧结后的产品依据最终产品要求可以停止热处置、机加工和外表处置。热处置次要进步产品的强度、硬度和耐磨性。机加工有CNC，可到达尺寸的要求，钻孔、研磨等等。

还有热处置，像电镀、发黑、明化、PVD、抛光等等。

由于MIM是采用与注塑类似的模具成型，因而有许多类似的设计特点。

可以做到穿插的通孔，锥形的表面面，盲孔，内外螺纹，外表滚花等附加的产品特征。

这些附加的特征在MIM工艺消费中不会添加本钱。

当然，在产品设计中还是要留意一些成绩，需求同客户停止讨论。如浇口，分模线和顶针，这些地位对产品外观和尺寸精度具有很大影响。

关于一些有拐角的产品，我们尽量要防止尖角，添加圆角。这样可以无效防止在烧结时发生的裂纹。总之，在客户新产品设计之初，MIM工程师参加设计团队是十分有必要的。

这将有助于延长开发周期，使产品更契合MIM的设计，增加变卦，增加拆卸部件，降低本钱。实践上，MIM不只能降低本钱，在不降低产品功能和公差的前提下也赋予了产品更多的创新性竞争力，也给我们开辟了更大的想象空间。

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关于MIM资料的功能,曾经宣布了国际规范,MPF规范35，国际行业规范也在制定当中。大家可以参考察阅。产品的尺寸公差以及其他类规范公差，大少数公司目前都可以到达。

那么什么状况下思索运用MIM呢，我们可以从如下几个方面权衡。

第一是产品的复杂性。

MIM是同塑料注塑一样完成复杂零件的灵敏设计。需求多个零部件停止组装的零件可以设计成一个MIM零件、不能用其他工艺制造的复杂零件、需求多种机加工才干完成的复杂零件。

第二是分量和尺寸。

产品的分量范围从0.1到250克，50克是最经济的分量。0.01克产品如今也可以消费。

由于原料粉末价钱的要素，大于100克的产品本钱能够会上升。2到6毫米的壁厚对MIM来说是最适宜的。

第三是产量。

1万到200万是最适宜最经济的数量，数量越大越能表现本钱的优势。但是从模具和开发投入费用思索，假如产品量太少，费用分摊到产品，单价就会难以承受。

第四是原料和功能。

MIM能使用的资料范围十分普遍，从不锈钢、低合金钢、硬质合金、高比重合金到低温合金、钛合金、陶瓷和金属基复合资料。从功能上需求接近全致密、难切削加工的资料、非规范的资料，好的外表粗糙度以及更明晰的构造特征细节等，都合适思索采用MIM工艺。

MIM技术作为一种新的成型工艺，在机械、医疗和电子范畴失掉普遍的使用，异样在汽车范畴也有较多的使用。

如：涡轮增压零件、调理环、喷油嘴零件、叶片、座椅调理、变速杆、齿轮箱、车锁、传感器、平安气囊、平安带调理器、点火开关、倒车档、活动车顶部件、助力转向部件等等这些产品都已大批量的量产。

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中国已成为世界第三大汽车消费国。随同着汽车工业的蓬勃开展，汽车零部件市场也会失掉疾速的开展。国际上每辆汽车的MIM制品运用量在欧洲是14公斤，日本是16公斤，美国是19.5公斤。而国际汽车的MIM产品运用量只要5公斤左右。这也预示今后几年我国汽车MIM零件产品市场潜力宏大。MIM企业要抓住这次时机，进步技术程度，迎接更大的应战。

以下是发问环节

1. 高压铸造和注射成型相比，各自的优势在哪里？

高压铸造是使液体金属在压力作用下充填型腔，以构成铸件的一种办法。而MIM是粉末冶金的一种，进程中运用的是固体粉末颗粒，烧结进程也无需使金属到达熔点，完全熔化，能耗低，批量消费效率高。MIM产品无成分偏析，组织平均性优于铸造产品。MIM工艺的资料可选择范围也会很广，如低合金钢，不锈钢，低温合金，硬质合金、钛合金和金属陶瓷等。

2. MIM对模具能否有特殊要求，包括钢材，设计，加工制造等

由于金属注射料对模具的冲刷磨损比普通塑料严重得多，耐磨性是用于批量消费的金属注射模具腔体的最根本要求，普通要求腔体的硬度在58~62HRC。金属注射料在注射温度下，常发生腐蚀性气体，耐蚀性也是对模具资料的一定要求。为了可以取得高填充给料的良好活动性，采用了低分子量的分子和粘结剂，使MIM供料发生很高的飞边灵敏度，相似于许多填充尼龙资料所显示的特性。所以要求MIM模具必需有较高的公差精度、无飞边、较高的外表质量质量要求。

3. 金属注射成型还运用于哪些行业？本钱会不会高，效率会不会降低？

MIM正如后面所说的，MIM也普遍使用于医疗，3C和五金机械类

4. 金属注射成型批量消费的难点在哪？

金属注射成形的特性就是适用于大批量消费外形复杂、高精度、高功能的小型金属零部件。通终年需求量10万以上的，MIM更有本钱优势。

5. 请问MIM产品后续需求热处置的比例和工艺准绳是什么？

热处置通常是依据客户的要求，资料方面详见MPIF35国际规范。

6.普通20克的产品，模具费用大约多少？

20g的产品需求依据产品的复杂水平来定，通常是3&mdash10万人民币。

7. 热处置后测试硬度常常有不平均状况，请问能否与烧结有关？

这跟真空炉的真空度、均温性有关。

8. MIM产品镀锌前需求封孔吗？密度达多少？

不需求封孔的，由于烧结密度高，实际密度96&mdash98%。