其基本工藝過程是:首先將固體粉末與有機粘結劑均勻混練,經制粒后在加熱塑化狀態下(~150℃)用注射成形機注入模腔內固化成形,然后用化學或熱分解的方法將成形坯中的粘結劑脫除,較后經燒結致密化得到較終產品。與傳統工藝相比,具有精度高、組織均勻、性能優異,生產成本低等特點,其產品廣泛應用于電子信息工程、生物醫療器械、辦公設備、汽車、機械、五金、體育器械、鐘表業、兵器及航空航天等工業領域。因此,國際上普遍認為該技術的發展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命,被譽為“當今較熱門的零部件成形技術”和“21世紀的成形技術”
金屬粉末注射成型技術是集塑料成型工藝學、高分子化學、粉末冶金工藝學和金屬材料學等多學科透與交叉的產物,利用模具可注射成型坯件并通過燒結快速制造高密度、高精度、三維復雜形狀的結構零件,能夠快速準確地將設計思想物化為具有一定結構、功能特性的制品,并可直接批量生產出零件,是制造技術行業一次新的變革。該工藝技術不僅具有常規粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經濟效益高等優點,而且克服了傳統粉末冶金工藝制品、材質不均勻、機械性能低、不易成型薄壁、復雜結構的缺點,特別適合于大批量生產小型、復雜以及具有特殊要求的金屬零件。工藝流程粘結劑→混煉→注射成形→脫脂→燒結→后處理。
MIM工藝所用金屬粉末顆粒尺寸一般在0.5~20μm;從理論上講,顆粒越細,比表面積也越大,易于成型和燒結。而傳統的粉末冶金工藝則采用大于40μm的較粗的粉末。
有機膠粘劑
有機膠粘劑作用是粘接金屬粉末顆粒,使混合料在注射機料筒中加熱具有流變性和潤滑性,也就是說帶動粉末流動的載體。因此,粘接劑的選擇是整個粉末的載體。因此,粘拉選擇是整個粉末注射成型的關鍵。對有機粘接劑要求:
1.用量少,用較少的粘接劑能使混合料產生較好的流變性;
2.不反應,在去除粘接劑的過程中與金屬粉末不起任何化學反應;
3.易去除,在制品內不殘留碳。
混料
把金屬粉末與有機粘接劑均勻摻混在一起,使各種原料成為注射成型用混合料。混合料的均勻程度直接影響其流動性,因而影響注射成型工藝參數,以至較終材料的密度及其它性能。注射成形本步工藝過程與塑料注射成型工藝過程在原理上是一致的,其設備條件也基本相同。在注射成型過程中,混合料在注射機料筒內被加熱成具有流變性的塑性物料,并在適當的注射壓力下注入模具中,成型出毛坯。注射成型的毛坯的微觀上應均勻一致,從而使制品在燒結過程中均勻收縮。
萃取
成型毛坯在燒結前必須去除毛坯內所含有的有機粘接劑,該過程稱為萃取。萃取工藝必須保證粘接劑從毛坯的不同部位沿著顆料之間的微小通道逐漸地排出,而不降低毛坯的強度。粘結劑的排除速率一般遵循擴散方程。燒結能使多孔的脫脂毛坯收縮至密化成為具有一定組織和性能的制品。