光铭集团今日分享金属注射成型工作原理具体是怎么样的

金属注射成型分步骤工作原理详解
1. 原料制备：金属粉末与粘结剂的混合
金属粉末选择：材质：常用不锈钢（316L、17-4PH）、钛合金、钴铬合金、钨合金、铜合金等，粉末粒度通常为 5~20μm（远小于传统粉末冶金的 50~100μm），以保证烧结后的致密度。
要求：粉末需具有良好的流动性和球形度，球形粉末可减少混合时的孔隙，提升注射成型性能。
粘结剂配制：成分：主要由聚合物（如聚丙烯 PP、聚乙烯 PE）、增塑剂（如石蜡）、表面活性剂等组成，作用是赋予混合料可塑性和强度。粘结剂占比通常为 40%~60%（质量比），需兼顾注射时的流动性和成型后的坯体强度。
混炼造粒：通过双螺杆挤出机将金属粉末与粘结剂在加热条件下（通常 80~150℃）均匀混合，形成具有热塑性的喂料（Feedstock）。
喂料经冷却、造粒后，制成直径 3~5mm 的颗粒，便于后续注射成型（类似塑料粒子）。
2. 注射成型：复杂形状的精准复制
设备与模具：使用专用的MIM 注射成型机（或改造的塑料注射机），配备高精度模具（模具材料通常为工具钢，需耐受高压和磨损）。
成型过程：喂料加热：颗粒喂料在料筒中加热至熔融状态（约 150~220℃），温度需精确控制，避免粘结剂分解或金属粉末氧化。
注射充模：通过螺杆挤压将熔融喂料以高压（50~150MPa）注入模具型腔，压力和速度根据零件复杂度调整（如薄壁件需更高压力）。
保压与冷却：注射完成后保持压力一段时间（保压），防止坯体收缩，随后冷却至室温，模具开启后得到金属 - 粘结剂坯体（Green Part）。
关键控制：坯体尺寸需比最终零件大 15%~25%（预留脱脂和烧结收缩量），收缩率通过喂料成分和工艺参数（如温度、压力）精确计算。
3. 脱脂：去除粘结剂，形成多孔坯体
脱脂的目的是去除坯体中的大部分粘结剂，形成具有一定强度的多孔生坯（Brown Part），为后续烧结做准备。常见脱脂方法包括：
溶剂脱脂（Solvent Debinding）：将坯体浸入有机溶剂（如庚烷、丙酮） 中，溶解部分粘结剂（通常去除 60%~80% 的聚合物和石蜡）。溶剂脱脂速度快（数小时），且可减少坯体开裂风险（因溶剂仅溶解部分粘结剂，剩余粘结剂维持坯体形状）。
热脱脂（Thermal Debinding）：在加热炉中（通常 100~600℃）逐步分解剩余粘结剂。需严格控制升温速率（如 1~5℃/min），避免因粘结剂快速分解产生的气体导致坯体鼓泡或开裂。热脱脂时间较长（10~20 小时），常与溶剂脱脂结合使用（先溶剂后热脱脂，即 “两步法”）。
催化脱脂（Catalytic Debinding）：利用催化气体（如硝酸、氨气）与粘结剂发生化学反应，快速分解粘结剂（数小时），适合大批量生产。
脱脂后状态：脱脂后的生坯强度较低，内部形成连通孔隙（孔隙率约 40%~60%），需轻拿轻放，避免破损。
4. 烧结：金属粉末致密化，形成最终零件
烧结过程：将脱脂生坯放入真空炉或保护气氛炉（如氢气、氮气） 中，加热至金属粉末熔点的 60%~90%（如不锈钢烧结温度约 1300~1400℃），保温数小时。
烧结机理：扩散结合：高温下金属原子扩散，粉末颗粒间形成冶金结合，孔隙逐渐缩小。
致密化：通过颗粒重排、体积扩散和晶界移动，坯体体积收缩，致密度可达 95%~99%（接近锻件水平）。
关键控制：烧结温度和保温时间直接影响致密度和力学性能（如过高温度会导致晶粒粗大，降低强度）。
保护气氛需严格控制氧含量，防止金属氧化（如不锈钢烧结需高纯氢气保护）。
尺寸变化：烧结过程中坯体均匀收缩 15%~20%，最终尺寸与模具设计时的收缩补偿量匹配，精度可达 ±0.1%~±0.5%（如 10mm 零件误差≤0.05mm）。
5. 后处理：性能优化与表面精整
热处理：对烧结后的零件进行淬火、回火等处理，提升硬度和强度（如不锈钢零件通过时效处理析出强化相）。
表面处理：根据需求进行抛光、电镀、钝化、喷砂等，改善外观或耐腐蚀性（如医疗器械零件需镜面抛光）。
精度修正：对高精度零件进行研磨、滚压等机加工，进一步降低表面粗糙度或修正尺寸（如齿轮齿面研磨）。

粉末冶金、金属注射成型、粉末冶金齿轮

光铭集团专注于金属成形技术及耐磨材料的研发制造，主营产品包括金属压制成形及注射成形粉末冶金制品。 公司拥有一批高素质人才队伍，创始团队源自国家部级直属科院单位——广州有色金属研究院，具有丰富的的行业从业经验和研发实力，为公司发展提供源源不断的创新动力。公司先后荣获得5项发明专利，30多项实用新型专利，通过IATF16949质量管理体系、ISO9001-2015质量管理体系、ISO14001环境管理体系、知识产权管理体系，并获得国际商标认证，是广东省创新型企业、广州市科技小巨人企业、广东省粉末冶金产业技术创新联盟理事单位、广州市先进粉末冶金集群促进中心发起单位。