金属注射成形（MIM）需要关注哪些元素？

2025-04-17

一、MIM基本概念

MIM即金属注射成型（Metal Injection Molding），是一种先进的制造工艺，结合了塑料注射成型和粉末冶金的特点。它通过将金属粉末与有机粘结剂混合，形成可以注射成型的喂料，然后利用注射成型机将喂料注入精密模具中，形成所需形状的生坯。生坯经过脱脂和烧结过程，最终形成致密的金属零件。

二、MIM流程工艺

MIM = 粉末冶金 + 注塑成型，MIM是典型的学科跨界产物，将两种完全不同的加工工艺（粉末冶金和塑料注塑成型）融为一体，使得工程师能够摆脱传统束缚，以塑料注塑成型的方式获得低价、异型的不锈钢、镍、铁、铜、钛和其它金属零件，从而拥有比很多其它生产工艺更大的设计自由度 。

三、MIM工艺的特点

复杂形状制造：能够生产形状复杂、壁薄、内部空腔等传统工艺难以实现的零件。

高精度和一致性：成型精度高，尺寸公差小，零件的一致性和重复性好。

材料利用率高：减少了材料浪费，提高了材料利用率。

材料选择广泛：适用于各种金属和合金，包括不锈钢、铁基合金、铜基合金、钛合金等。

生产效率高：适合大批量生产，生产效率较高，成本相对较低。

四、MIM的优势

MIM 结合了粉末冶金与塑料注塑成形两大技术的优点，突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制，同时利用了塑料注塑成形技术能大批量、高效率成形具有复杂形状的零件的特点，成为现代制造高质量精密零件的一项近净成形技术，具有常规粉末冶金、机加工和精密铸造等加工方法无法比拟的优势。

五、碳、硫、氧、氮、氢等元素对材料的影响

碳（C）

碳是许多金属材料中的关键元素，尤其是在磁性材料和模具钢中。碳含量的微小变化可以显著改变材料的微观结构和性能。在MIM过程中，碳含量的控制至关重要，因为它可以影响材料的烧结工艺、微观结构和机械性能。例如，残余碳的存在有助于致密化过程，从而可以更好地控制过程并提高最终硬度。在硬质合金系统中，精确控制碳含量是避免渗碳或产生脆性相的关键。在不锈钢、磁体或钛合金中，应将碳含量保持在最低水平，因为碳污染可能导致不可接受的机械性能和致密化率的负面改变

硫（S）

硫在钢中会引起热脆性，降低其力学性能，并对金属的耐磨性、塑性、可焊接性等产生不利影响。硫含量的控制是现代冶炼工艺追求的目标之一，生产低硫钢是提高产品质量的关键

氧（O）

氧含量对金属材料的化学性能和力学性能影响很大。氧含量的增加会导致金属的抗冲击值大大降低、抗疲劳强度和抗应力腐蚀性降低。因此，在MIM过程中控制氧含量是非常重要的，以防止材料的氧化和锈蚀

氮（N）

强度和韧性：氮可以提高金属的强度，但过量的氮会降低塑性和韧性，增加冷脆性和热脆性。

焊接性能：氮含量过高会降低金属的焊接性能。

氢（H）

氢在金属材料中通常被视为有害元素，因为它可能导致氢脆和白点等缺陷。在MIM过程中，控制氢含量对于防止这些缺陷的形成至关重要。

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