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金属注射成形介绍 金属注射成形 (Metal Injection Molding, 简称 MIM) 是一种从塑料注射成形行业中引伸出来 的新型粉末冶金近净成形技术 ,众所周知 ,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的 制品 ,但塑料制品强度不高 ,为了改善其性能 ,可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度 较高、 耐磨性好的制品。 近年来， 这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并 且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。 这种新的粉末冶金成形方法称为 金属注射成形。金属注射成形的基本工艺步骤是：首先是选取符合 MIM 要求的金属粉末和 粘结剂， 然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料， 经制粒后在 注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。 1.MIM 粉末及制粉技术 MIM 对原料粉末要求较高 ,粉末的选择要有利于混炼、注射成形、脱脂和烧结，而这往往是 相互矛盾的，对 MIM 原料粉末的研究包括：粉末形状、粒度和粒度组成、比表面等，表 1 中列出了最适合于 MIM 用的原料粉末的性质。 由于 MIM 原料粉末要求很细， MIM 原料粉末价格一般较高， 有的甚至达到传统 PM 粉末价 格的 10 倍，这是目前限制 MIM 技术广泛应用的一个关键因素，目前生产 MIM 用原料粉末 的方法主要有羰基法、超高压水雾化法、高压气体雾化法等。 1.1 羰基法 MIM 最早使用的粉末是羰基法生产的， 美国 GAF 化学公司采用较粗的海绵铁粉作原料， 制 粒后在 350 度氢气中退火活化， 然后置于反应器中，铁粒暴露在循环的 CO 中，气体压力为 6OPMa ，温度 160 度，铁与 CO 发生反应，得到气态的 Fe(CO)5, 并加以冷凝收集，接下来， 使 Fe(CO)5 蒸发通过一个垂直的反应塔，反应塔加热到 300 度，在催化剂 NH3 作用下， Fe(CO)5 在塔顶部分解为 Fe 和 CO 气体，将沉积的铁粉聚集体球磨，得到符合要求的成品 铁粉，粉中一般含 0.8％C，0.7 ％N 和 0.3 ％O （质量分数）。 羰基法是一种较为成熟的制备 MIM 用粉末的方法，所制得的粉末呈秋形，粒度小，但是羰 基法只能生产有限的几种粉末（如铁粉、镍粉），不易生产包含 2 种以上元素的合金粉，而 且羰基法生产过程毒性大，在 MIM 生产过程中还存在碳含量控制的问题。 1.2 超高压水雾化法 日本的 PAMCO ，Kawasaki Steel,Kawasaki Steel 几家公司发展了一种超高压水雾化，该法 能够较为经济地大量生产 MIM 用金属和合金粉末。其中以 PAMCO 公司产量最大，工艺也 最有代表性。该公司年产 MIM 用粉末 300t 采用 150MPa 高压水雾化，其主要产品为各种不 锈钢粉和低合金钢粉， PAMCO 从 20 世纪 80 年代中期开始商业生产 MIM 粉，针对水雾化 粉摇实密度低， 导致注射成形时填充密度低而需要较多的粘结剂的缺点， 在增加粉末的球化 率，提高其摇实密度方面作了许多改进，改进后的 PAMCO 新型 MIM 粉的摇实密度比常规 MIM 水雾化粉的摇实密度提高了 10％，采用具有较高摇实密度的粉末， PAMCO 已经成功 地将所需粘结剂减少了 20 ％左右。 1.3 采用改进型喷嘴的高压气体雾化法