MIM金属注射成型工艺介绍 哪些零件适合MIM工艺

MIM，金属注射成型技术，已成为粉末冶金领域中发展迅速、最具发展前景的新型近净成形技术，被誉为“世界上最流行的金属零件成形技术”之一。对于工程师来说，要想做好产品结构设计，就需要主动学习和了解MIM工艺，可以通过使用MIM工艺降低成本。

MIM基本概念金属注射成型，简称MIM（金属注射成型）这是一种混合金属粉末和粘合剂用于注射成型的方法。首先将选定的粉末与粘结剂混合，然后将混合物造粒并注射成型为所需的形状，通过脱脂和烧结除去粘结剂，从而获得所需的金属产品，或者在随后的成型之后、表面处理、热处理、机械加工等方式使产品更加完美。

MIM=粉末冶金+注塑成型MIM是典型的学科跨界产物事情，两种完全不同的处理技术（粉末冶金和塑料注射成型）融为一体，使工程师可以摆脱传统的束缚，通过塑料注射成型获得低廉的价格、异型的不锈钢、镍、铁、铜、钛和其他金属部件，因此比许多其他生产工艺具有更大的设计自由度。

MIM的工艺过程MIM工艺主要分为四个阶段，包括制粒、注射、脱脂和烧结，以及随后的机械加工或拉丝，如果需要的话、电镀等二次加工技术。

造粒细金属粉末和石蜡粘合剂、热塑性塑料以精确的比例混合。混合过程是在一个特殊的混合设备中进行的，该设备被加热到一定的温度以熔化粘合剂。在大多数情况下，使用机械混合，直到金属粉末颗粒被粘合剂均匀包覆并冷却形成颗粒（称为原料）这些颗粒可以注射到模腔中。    

注射将颗粒状原料送入机器加热，并在高压下注射到模具型腔中，注射成型得到坯体该过程非常类似于塑料注射成型。模具可设计成多型腔以提高生产率，在设计模具型腔尺寸时应考虑金属零件烧结时的收缩。

脱脂脱脂是将生胚中的粘结剂去除的过程，脱脂后得到褐色坯体这个过程通常分几个步骤完成烧结前除去大部分粘结剂，剩下的部分可以支撑零件进入烧结炉。脱脂可以通过许多方法完成，最常用的方法是溶剂萃取。脱脂后的零件是半透性的，烧结时残留的粘结剂很容易挥发。

烧结脱脂后的棕坯放入高温中、在高压可控炉中。在气体保护下缓慢加热褐色坯体，以去除残留的粘合剂。粘结剂完全去除后，褐色坯体会被加热到非常高的温度，由于颗粒的融合，颗粒之间的空隙会消失。棕色坯料定向收缩至其设计尺寸，并转变成致密固体，从而获得最终产品。    

在烧结过程中，约有20会出现褐色坯体%的整体尺寸收缩。

MIM的优势MIM结合了粉末冶金和塑料注射成型的优点，突破了传统金属粉末成型工艺在产品形状上的限制，将塑料注射成型技术用于批量生产、复杂形状零件高效成形的特点，成为现代制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规粉末冶金、机械加工和精密铸造无可比拟的优势。    

可成型高度复杂的零件与其它金属成形工艺如金属板冲压相比，、粉末成型、锻造和机加工等MIM能够构成具有高度复杂几何外形的零件。

普通来说，MIM也能够完成塑料注射成型所能完成的复杂零件构造。

应用这一特性，运用MIM有时机把本来由其它金属成型加工的多个零件兼并为一个零件，简化产品设计，减少零部件数量，从而减少产品的装配本钱。

材料利用率高MIM成型是一种近净成型的工艺，其零件其外形已接近最终产品形态，资料应用率高，这一点关于贵重金属的加工损失特别具有重要意义。

零件微观组织均匀、密度高、性能好MIM是一种流体成型工艺，粘接剂的存在保证了粉末的平均排布，从而可消弭毛坯微观组织上的不平均，进而使烧结制品密度可到达其资料的理论密度。

普通来说，MIM能够到达理论密度的95%~99%，高致密性可使MIM零件强度增加、韧性增强、延展性和导电导热性得到改善，磁性能进步。

而传统粉末成型压制的零件，其密度最高只能到达理论密度的85%，这主要是由于模壁与粉末以及粉末与粉末之间的摩擦力，使得压制压力散布不平均，也就招致了压制毛坯在微观组织上不平均，这样就会形成压制粉末冶金件在烧结过程中收缩不平均，因而不得不降低烧结温度以减少这种效应，从而使制品孔隙度大、资料致密性差、密度低，严重影响零件的机械性能。    

效率高，易于实现大批量和规模化生产MIM运用注射机成型产品生坯，消费效率大幅度进步，合适大批量消费；同时注射成型产品的分歧性、反复性好，从而为大批量和范围化工业消费提供了保证。

适用材料范围宽，应用领域广阔适用于MIM的金属资料十分普遍，准绳上任何可高温浇结的粉末资料均可由MIM工艺制形成成零件，包括传统制造工艺中的难加工资料和高熔点资料。MIM能加工的金属资料包括低合金钢、不锈钢、工具钢、镍基合金、钨合金、硬质合金、钛合金、磁性资料、Kovar合金、精密陶瓷等。

此外，MIM也能够依据用户请求停止资料配方研讨，制造恣意组合的合金资料，将复合资料成型为零件。

MIM成型有色合金铝和铜在技术上是可行的，但是通常由其它更经济的方式进行处理，如压铸或机加工。

   

MIM与其它工艺的对比

MIM与其它工艺的对比，如下所示：

属性	MIM	PM（粉末冶金）	精密铸造	机加工
重量/g	0.01-1000	5g-1kg	＞1	＞1
公差/%	＜0.3	0.1	0.5-1.0	＜0.1
致密度/%	98-99	85-92	95-99	100
强度/%	＞97	75	＞95	100
表面粗糙度/um	1	1-5	5	0.2-4
壁厚/mm	0.2-10	＞2	＞2	＞1
复杂性	高	低	中等	高
设计灵活性	高	中等	中等	低
产能	高	高	低	低
材料范围	高	中等	中等	中等
成本	中等	低	中等	高

哪些零件适合MIM工艺

虽然MIM被称为第五代金属成型技术，但并非一切金属零件都合适运用MIM、或者说运用MIM具有经济价值。

只要大批量消费的小型、精细、具备复杂三维几何外形及特殊请求的金属零件，才合适运用MIM、才具有经济价值。

重量MIM工艺比较适合重量小的金属零件。最典型MIM零件重量通常在10~15g左右，少于50克是最具经济价值的，最大不超过300g。    

尺寸MIM工艺比较适合尺寸小的金属零件。最典型MIM零件尺寸是在25mm左右，最大不超过150mm。

   

为什么MIM工艺不适合大尺寸零件呢？这主要是因为MIM零件公差一般为尺寸大小的0.3%~0.5%，尺寸过大，则零件的公差会变大。公差过大，可能不符合设计要求，或者需要额外的机加工等二次加工工序，增加成本。

厚度MIM零件的典型厚度为1.0~3.0mm。

形状MIM零件适合具有外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、键销、加强筋板、表面滚花等复杂三维几何形状。如果是简单形状，使用钣金冲压、锻造和粉末成型等工艺，可能更具经济价值。    

批量由于MIM工艺需要通过模具成型，而模具存在成本，因此MIM工艺要求金属零件在一定批量的前提下，才具有经济价值。一般来说，适合MIM工艺的年批量要求为10万个以上。    

MIM的应用

MIM广泛应用于消费电子、汽车零部件、医疗器械、电动工具、工业设备以及日常用品中等多个领域。

消费电子领域消费电子产品通常包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、智能穿戴设备、无人驾驶飞机等。

2010年，黑莓手机的标牌外观件采用了MIM制程工艺技术，开启了MIM零件在手机上的批量化运用。    

苹果公司也自2010年开端运用MIM零件，并不时拓展、引领MIM的运用范围，电源接口件、卡托、铰链、摄像头圈、按键等MIM零件在手机上均完成胜利应用。

随着智能手机、智能穿戴设备等消费电子产品向愈加轻薄化开展，这些产品的中心零部件也将愈加精细化和复杂化。在此背景下，MIM工艺的应用前景将日益宽广。    

汽车零部件在汽车零部件制造范畴，MIM工艺作为一种无切削的金属零件成形工艺，可俭省资料，降低消费本钱，因而MIM工艺遭到汽车产业的高度注重，并于20世纪90年代开端应用于汽车零部件市场。

目前，汽车产业曾经采用MIM工艺消费的一些外形复杂、双金属零件以及成组的微小型零件，如涡轮增压零件、调理环、喷油嘴零件、叶片、齿轮箱、助力转向部件等。    

医疗器械在医疗器械领域，MIM工艺消耗的医疗配件精度高，可以满足大部分精细医疗器械所需配件的小尺寸、高复杂度、高机械性能等要求。近年来，MIM技术的应用越来越广泛，比如外科手术手柄、剪刀、镊子、牙科零件、骨科关节零件等。    

电动工具电动工具零件的加工很复杂、加工成本较高、材料利用率低，对MIM的依赖性较高典型产品包括近年来开发的异形铣刀、切削工具、紧固件、微型齿轮、松棉机/纺织机/卷边机零件等。

MIM件的常用几种表面处理工艺

抛光处理

利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工。

电镀处理    

利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。电镀可以起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等）及增进美观等作用。

PVD处理

利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。它的作用是可以使某些有特殊性能（强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等）的微粒喷涂在性能较低的母体上，使得母体具有更好的性能。    

发黑处理

使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的，是很常用的一种化学处理手段。外观要求不高时可以采用发黑处理，发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。

磷化处理

是一种化学与电化学反应形成磷酸盐膜的过程。磷化的目的主要是：

1）给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；

2）用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力。    

喷涂处理

通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。

总之：

1）抛光、磷化主要是预处理，为其他后处理做准备；

2）电镀、PVD是应用较多的两类处理技术；

3）发黑和喷涂会对制品表面会有较大的改变，更适合于大型工件。

5、适用材料及应用领域：

MIM的应用极其广泛，包括日常生活用品，诸如汽车、航空航天工业、军工业、手机、手表、医疗、家用器具、照相机及装有MIM零件的电动工具等。MIM技术可适用于任何能制成粉末的材料，

6、目前应用的MIM材料体系主要有：

不锈钢、铁基合金、磁性材料、钨合金、硬质合金、精细陶瓷等系列。

MIM工艺的难点

MIM(金属粉末成形)能够批量生产高精度、高强度、形状复杂的零部件，是一种非常优异的制造方式，广泛应用于光通信连接器、手机外壳、汽车马达零件、医疗外科器具等方面。    

MIM/CIM成形

智能手机外壳

MIM成形是一种特殊成形技术，需要积累一定的制造技术、制造方法以及制造技巧。另外，由于材料中混合了金属粉末，材料状态的差异较大，成形条件不稳定是生产过程中面临的一个难题。

我司注塑机除了拥有MIM/CIM专用设计螺杆组件外，还有材料状态、成型状态可视化功能。可以不依靠经验和感觉，进行MIM/CIM注塑成形，以此降低不良率的发生。

MIM的特征

1)三维复杂形状

2)高自由度设计

<减后后加工工时>

<部件统一化>    

<通过薄壁＋肋板实现轻量化>

3)高尺寸精度

4)高强度部品

MIM成形工艺

   

MIM的课题

由于混合了金属粉末，材料状态会出现较大差异，导致成形条件不稳定。另外，由于树脂材料粘度过高，射出压力也容易上升，是一种较易产生毛边短射的材料。

适合MIM成形的住友注塑机

1)树脂粘度测定功能

在生产开始前掌握树脂粘度的差异，可以作为设定合适的成形条件的标准。通过树脂粘度测定，可以获得具体数值，进一步了解树脂特性，实现最佳生产。

2)射出压力5点监测

可以获取射出开始后任意5个时间点的射出压力，对上下限进行监测。

不单单是监测充填峰值压力，还能监测是否有因为喷嘴堵塞、干燥不充分等原因造成的不良品产生。    

利用射出压力5点监测功能，可以有效防止不良品的流出。提升效率、降低成本。

3)MIM（CIM）专用螺杆组件

MIM成形需要抵抗金属粉末造成的磨损并使用少量树脂成分进行稳定塑化。    

可以解决两大问题的专用设计，让MIM/CIM成形得以轻松实现。

※确保有对应过陶瓷粉末射出成形以及磁性塑料射出成形的螺杆。

城市采矿：减碳减排的新模式

中国有三个城市消耗大量不锈钢，分别是广东省东莞市的手表工业消耗316L不锈钢；阳江市的民用刀具市场──十八子菜刀（李氏）使用420不锈钢；揭阳市的不锈钢厨具与卫浴设备的201/304/316不锈钢，这些民生用品的五金零件逐渐地转向以MIM的方式来制作产品粗坯，搭配二次加工使产品完成外观上的最终品质。

尺寸与重量变大的MIM产品首先面临到材料费用的冲击，要对比铸造件使用每公斤单价在30~45人民币的范围，MIM业主必须审查有哪些可能办得到的材料和其性能符合度，由此引发了粉末制造低成本的研究。先要进行MIM可能进入的行业别，以及他们喜欢使用的材料牌号，调查的结果发现如表1所表示的民用产品产业群与常用的材料牌号。

MIM制程必须使用的粉末原本要由矿产中提炼，然而上述三大地点由于加工兴盛，传统的板金片材必须经过大量的材料削减，才能获得最终产品。那些被大量削减加工的边角材料正可被MIM产业所利用，这些物料是已经被精炼的干净材料，只要能够正确地加以分类收集，做好物流的规划，我们可以把MIM和这些产业连结成绿色闭环系统，节能又减碳，三方（板材用料方、MIM制粉、MIM粉末使用方）都获得好处。图3是都市采矿的「原矿」。    

都市采矿的「原矿」都是已经被精炼过的边角料，再炼可节省大量的能源与碳排放。

只要能够正确的分类防止交叉污染，喷粉厂设立的位置建立接近集中点，确实可以完成上述的都市采矿作业。比较可惜的是由于中国国内不锈钢板材大多走工业标准的下限，其中主要元素（镍、铬、铌、钼）可能要进行添加，能够挤出的利润就相对减少，这必须和地方政府协商是否有环保政策补贴能够协助，同时另一方面是雾化设备的改善提高收成率。

MIM的制程展望

喂料混合技术

并非所有的金属产品制造都要把黏结剂烧除，MIM的喂料技术是延伸橡胶开炼的工艺，只要控制粉末颗粒的形貌和表面条件，选用正确的黏结剂，便可以把喂料的技术应用在一体是电感的磁性包覆材、积层制造的黏结剂喷射和雷射融合的粉团、陶瓷粉末射出成型等等，目前正被加速的推展开来。

特别是磁性材料领域最有趣的铁氧体材料，氧化铁是目前最低成本且绝缘阻抗高的磁性材料，透过不同的粉末粒径控制也可以实现粉末射出成型，但是困难度要比金属和陶瓷材料高很多，因为除了粉末的形貌和表面状况之外，氧化铁受到脱脂过程的化学反应会造成颜色改变，而价数变化会导致成品的变形、龟裂以及磁性能降低，这必须一一进行问题了解与排除。    

MIM的热处理越来越重要

随着铁系金属被全面推展，如果MIM厂自己不能进行MIM烧结后的热处理，您会发现逐渐失去与客户对谈的空间和机会。在过去3年可以发现铁系材料的强度、硬度、摩擦抵抗、磁性功能都被客户叠加的提出，只能烧304/316/17-4PH/Fe-2Ni已经不能满足客户的要求，那么加值厂内的热处理则是必要的投资。

MIM进行降本的思路：

利用MIM可成型复杂三维形状的特点，把多个原本多个由钣金冲压、粉末冶金或机加工等成型的零件合并为1个零件，从而简化产品设计、减少零部件数量，降低产品装配成本及库存成本等。

利用MIM近净成型的特点，代替机加工等原材料浪费严重、机加工工序成本高的工序。

利用MIM成型尺寸精度高、表面质量好的特点，代替压铸等需二次机加工来提高尺寸精度或表面质量的的工序。

降本思路一：使用MIM合并多个零部件

相对于钣金冲压、机加工、压铸和粉末冶金等，MIM可以成型具有复杂三维形状的零件，可以具备外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、键销、加强筋板和表面滚花等特征。因此，原本多个由钣金冲压、机加工、压铸和粉末冶金等工艺成型的零部件，可以通过MIM成型--合并为1个零件，从而简化产品结构，去除产品装配工序，最终降低产品成本。

案例1，4个通过机加工、钣金冲压等工艺加工的零件，被合并为1个MIM零件。    

案例2，4个通过机加工、钣金冲压等工艺加工的零件，被合并为1个MIM零件。

案例3，5个零件被合并为1个MIM零件。    

案例4，如图所示为应用于医疗领域的相机固定支架，其具有复杂的三维结构。原本是两个机加工件焊接而成，现通过MIM合并为1个零件，不但成本降低，同时避免了原本焊接处锋利毛边带来的潜在质量问题。

降本思路二：使用MIM减少材料浪费

MIM是近净成型的工艺。利用MIM近净成型、材料浪费少的特点，可代替机加工等工艺，通过减少材料浪费，来降低成本。这一点对于一些贵重的金属，显得特别重要。近净成型，nearnetshape，是指零件的最终成品形态与最初形态很接近；换句话说就是材料的利用率高，材料浪费少。MIM、压铸、注塑成型和3D打印等，都是近净成型。而机加工则不是近净成型，机加工存在着太多的材料浪费。

使用MIM代替机加工，可把材料用量从130g减少到40g，从而降低产品成本。    

用于医疗器械中的泵闩锁，原本使用机加工，从毛坯到最后的产品，机加工浪费了一半的原材料。采用MIM一次成型，仅需少量的机加工工序，材料浪费少；相对于机加工，成本降低了30%。

类似，用于电子设备的把手原本使用机加工，从毛坯到最后的产品，机加工浪费了一半以上原材料。采用MIM一次成型，仅需少量的机加工工序，材料浪费少；同时生产效率高；相对于机加工，成本降低了60%以上。

降本思路三：使用MIM减少甚至避免二次机加工

相对于压铸或其它铸造工艺，MIM工艺的尺寸精度和表面质量更高；在满足相同的尺寸精度和表面质量要求下，MIM工艺一次成型或者仅需少量二次机加工，就有可能满足要求，而压铸或其它铸造工艺，则可能需要经过多次机加工工序。因此，在尺寸精度或表面质量要求较高的场合，使用MIM代替压铸或其它铸造工艺，从而减少甚至避免二次机加工工序，有机会降低产品成本。    

案例1，滑雪鞋中的左右两侧的固定支架，原本通过铸造工艺成型，需要通过多次机加工才能达到所需结构及尺寸精度。现通过MIM工艺一次成型即可达到所需尺寸精度要求，避免了机加工，从而降低了成本。

如门铰链中的支架和坡道，原本是通过压铸工艺生产，需要大量机加工工序才能达到所需的尺寸精度。现改为MIM，一次成型即可达到所需尺寸精度。

MIM是一个相对全新的工艺，仅仅是在最近10年之内才开始流行。对于很多行业来说，特别是一些传统行业，可能对于MIM并不熟知，因此存在着MIM应用的极大空间和机会。我们可以在降本设计理论的指导下，充分利用MIM去合并零部件、去代替当前机加工或压铸等工艺，实现产品的降本。（注：仅仅针对小部分产品，并非所有产品均可行）这种降本思路，是站在一个更高的维度。当竞争对手还在吭哧吭哧地去千方百计地去降机加工成本、去降压铸成本时，我们已经把机加工、把压铸工艺淘汰掉。这就是三体中说的“升维思考，降维打击”。

成就新一代枪械零件登峰造极的MIM技术

看美国MI7/18手枪的零件造型，上面布圆状印记，这是什么呢？对这个问题已有多个爱好者咨询小编。对于不了解枪械制造工业的爱好者来说，对这些细节特征实在令人费解。看枪械科技发展的历程，材料技术减轻了枪械重量并延长了寿命，检测技术保证了枪械质量，化工技术为枪械提供了发射的动力，机械技术使枪械零件得以成型。看枪械史上跨步式发展的关键技术，几乎都是基础技术的助力。在三十年前，枪械全面应用尼龙材料，从此不再需要木材。现在，枪械制造中广泛应用的是粉末冶金，至于被炒得火热的增材制造，还需要静待数年才能全面铺开。    

今天我们要科普的是助力枪械金属零件快速加工的金属粉末注射成形技术（MetalinjectionMolding，简称ＭＩＭ），这是一种借助塑料成形工艺及装备条件，将金属粉末和粘结剂混合制成的注射粒料在模具型腔中成形，然后经过脱脂、烧结成为金属零件的新型生产工艺。

MIM技术在轻武器的应用

1973年，MIM技术在美国加州被发明，由于技术前景无限美好，欧日美等工业发达国家投入大量精力去研究，到80年代中期开始突飞猛进，成功实现工业化。到目前为止，已成为工业制造领域最为活跃的零部件成型技术。但在国内，起步比国外晚了至少10年，检索关于MIM技术在轻武器领域应用的文献，最早的一篇文献是208所林久彬在轻兵器1999年第3期发表的文章，简单的对项技术做了介绍和可行性分析。    

利用MIM成形的转轮发射机构件，上面有圆状注料印记正式得到测试应用的是在2000年，重庆长风机器厂与中南大学、五三所、金珠公司和英捷公司一起联合对92式手枪5个形状复杂的零件采用MIM技术制造进行技术攻关。这些5个零件是保险、击锤簧座、枪管套、照门、扳机，其中运动零件2个，其余全部为静态构件，完成零件制备后在国家靶场先后开展了综合寿命试验、环境试验、互换性试验和安全性试验等新材料应用相关的验证鉴定，试验结果表明，应用MIM技术制造的零部件能满足国军标。从此解开了中国轻武器应用MIM技术制造零部件的序幕。单从实际应用情况来看，零件成形确实方便，但表面处理和检测难度就大了，还需进一步探索相关辅助性技术。

MIM技术在武器装备全面应用的折点    

在2000年92式手枪初次试水取得成功，只能算是小马过河，了解了河水深浅。在中国轻武器领域大规模应用的是03式自动步枪，具体请款如下：

这项技术在中国，2000年就揭幕后在多型枪械上得到应用，但表现的令人非常无奈，机械性能上并不稳定，有的命很长，有的命很短，鱼目混杂，难分好坏，质量问题反复暴露，零件反复回头，几乎各应用厂家都出现废掉重新机加的现象。天下没有生来就成的好技术，反复折腾是必然，这也是新技术、新材料在应用过程中的正常现象，它不出现反而才不正常。在2010年前后，MIM技术已在至少5型制式枪械上得到应用，今天，轻武器上大多数结构复杂的零件都用MIM技术制造。

当前状态如何呢？MIM零件依然存在较大的不定性，经验告诉我们：承受冲击、运动构件或工况比较苛刻的零件尽量不要应用。在新一代枪械研制中，CNC加工和MIM技术取代了旧的成形方法，已经形成“两成两处+机加”的制造格局（两成两处+机加指的是：注塑成形、金属粉末注射成形、PIP/QPQ表面处理、阳极氧化处理和机械加工），机加的占比越来越少，就剩铝合金和关重构件。    

MIM的技术优势

MIM技术作为一种制造高质量精密零件近终成形的技术，具有常规粉末冶金和机加工成型无法比拟的优势，具体如下：1）可制造形状特征复杂且机械加工难以制造各种特征，减重效果超级好；2）材料利用率极高，能满足复杂零件大规模生产，通常材料利用率高达95%。3）MIM将会比机加工方法更为经济；3）能够完全满足枪械零件11到13级的公差要求，甚至连粗糙度都极度吻合；    

MIM成形与传统加工的对比（上为传统加工，下位MIM）5）具有较好的后处理性能，可进行机加、渗碳、淬火、回火等处理，具有性能再调控能力。6）生产自动化程度高‚工序简单‚工艺流程短‚生产效率高‚易于实现大批量、规模化生产；7）无污染‚生产过程环保，具备近净成型的优势，是最先进的金属成形工艺。。8）材料体系的调配空间大，有合金钢、不锈钢、、铁基合金、磁性材料、钨合金、硬质合金等多种系列。鉴于以上技术优势，这简直是为轻武器零件而生的。    

   

基本工艺过程粉末冶金基本工序有四个步骤，包括原料粉末的制备，粉末成型（成坯块），坯块烧结，后序处理。其中粉末成型的目的是为了得到一定形状和尺寸的压坯，使其具备一定的密度和强度。坯块的烧结是关键工序，经过烧结可以使得成型后的坯块得到最终的物理性能。后序处理根据产品需求不同因而采取不同的方式进行。

   

金属粉末颗粒

注射金属粉末的模具，这个和塑料成型模具在结构上少了冷却系统    

粉末注射分析    

注射成形的零件

大型溶剂脱脂系统    

大型真空烧结炉

零件烧结前中后的状态变化    

后处理，有机加、热处理和表面处理等

MIM与传统铸造大的对比

制约轻武器应用的四大技术难题

热处理问题。由于铁镍钴钼合金（Ni18Co9Mo5）属于马氏体时效钢，在热处理温控方面需要反复实践，再加之各种不同的硬度要求，这使热处理难度加大，需要现场技术人员反复摸索，制定出严格的热处理规范。综合机械性能问题。这是最为关键的问题。粉末冶金零件的冲击韧性、塑性和耐疲劳性极大影响了该技术在高性能零部件上的应用，需要在零件评估中准确的判断出能与否，对设计人员要求较高，没有足够的经验是无法承担轻武零件材料选择的工作。    

表面处理问题。一般粉末注射零件表面处理后表面膜层不完整，发花，镍基（Ni18Co9Mo5）零件磷化膜生成速度慢，附着牢固性差，铁基（Fe4Ni05Mo）零件相对较好些，但并不理想。当前粉末冶金零件的表面处理技术已攻克，但是对于QPQ和PIP技术的应用来说，依然需要是深入研究。焊接性能问题．由于碳含量较高，焊接后应力较大．焊后需要进行去应力回火（480℃保温2h）。

中国专业的粉末冶金研究机构

在上世纪80年代，MIM技术由中南大学、北京科技大学和钢铁研究总院立项进入科研开发阶段，并列入国家“863”高科技攻关计划。我国最早成立的国字号研究粉末冶金技术科研机构是依托中南工业大学（今中南大学）建设的粉末冶金国家重点实验室，它在1989年经国家计委批准，1995年成为国家实验室。

在军工领域，研究粉末冶金技术在军事装备应用的科研机构是山东非金属材料研究所，也就是兵器工业集团五三研究所，以研发军用新材料、新工艺为主，应用对象主要是现代武器设备，主要从事先进树脂基复合材料、隐身材料、高性能工程塑料的改性与应用、烧蚀与热防护材料等应用研究。

消费电子MIM应用

MIM产品按照功能分类，主要分为精密金属结构件和外观件，具体产品包括电源支撑件、音量支撑件、摄像头支架、穿线套筒、插头等结构件，以及外观精致的电源接口件、智能手表表壳、智能戒指内壳、无人机遥控器转轴支架、头戴式耳机配件等外观件，产品主要应用于平板电脑、智能触控电容笔等便携式智能终端类消费电子领域，以及智能穿戴设备、航拍无人机等新兴消费电子设备领域。    

（1）便携式智能终端用MIM产品便携式智能终端是公司产品最主要的应用领域之一，主要应用场景包括平板电脑、智能触控电容笔等，产品包括音量支撑件、电源支撑件、摄像头支架、电源接口件、SIM卡拨杆、穿线套筒、插头等。

（2）智能穿戴设备用MIM产品近年来，得益于智能穿戴设备种类的增加、产品技术的渐趋成熟、用户体验的提升、产品价格的下降以及各大厂商的积极投入，智能穿戴设备的发展已经进入到快速发展阶段。目前，公司智能穿戴设备用MIM产品主要包括智能手表表壳、智能手表按键、智能戒指内壳、头戴式耳机配件等。

（3）航拍无人机用MIM产品公司为无人机客户提供的MIM产品主要包括遥控器转轴组件、遥控器按键、遥控器电池盖、摄像头配件、定位插销、云台配件、手机夹持配件等具有可靠强度的结构件及精美的外观件。

（4）其他MIM产品凭借MIM工艺的技术优势，MIM产品的应用领域不断拓展。目前公司MIM产品还包括电子烟外壳、USB充电接口外壳、5G基站用环形腔体、汽车换挡旋钮等。

MIM在AR/VR上的应用

MIM技术能大批量、高效率、低成本地生产具有高复杂度、高精度、高强度、外观精美、微小型规格的具有复杂三维几何形状的金属零部件，适用于AR/VR卡托、铰链、转轴、内部支架、连接器接口、装饰圈等金属零部件的批量生产。精研科技（300739）MIM产品已经最终应用于A客户、三星（SAMSUNG）、小米、OPPO、vivo、Fossil等国内外知名消费电子品牌，可生产VR内置结构件。    

统联精密（688210）在折叠屏手机转轴铰链、VR/AR/MR产品精密零部件等方向的技术实力目前已经获得相关客户的认可。

审核编辑：黄飞