有知友说不清楚,就是一个产品怎么选择是应该用金属射出成型还是压铸呢?因为两种都是模内成型 ,有点傻傻分不清


题主大概说反了,不是压铸工艺或者金属粉末射出成型(?)对产品有要求,而是根据产品的不同要求来选择不同的成型工艺。另外不了解有没有金属粉末射出成型,据我所知金属粉末射出是成不了型的,我猜你想问的是金属粉末烧结(MIM)工艺吧。你说的太笼统了,得看你做什么产品。就我知道的手机成型方面一般Braket会选择用压铸工艺,小一点的如SIM卡槽一般用的是金属粉末成型工艺。先说这么多,题主改一下描述吧。

下面是我知道的区别,欢迎拍砖:

材料:压铸材料通常为铝和锌等,粉末冶金的材料通常为不锈钢

尺寸:压铸零件可以有很大的尺寸范围,粉末冶金的会小很多

精度:粉末冶金注塑后还有烧结,尺寸变形很大。

表面处理:也会有不同的要求。

在这两种工艺外,材料是不锈钢的话,也可以考虑精密铸造。


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看来大家对MIM工艺不是很熟悉,我来补充一下:

金属粉末注射成形(Metal injection molding 简称MIM)是一种新的金属零部件制备技术。它是一种将传统粉末冶金工艺与塑料注射成形工艺相结合的新型制造技术,见图1。

图1
注射成形与粉末冶金的结合

该工艺的工艺过程是:将金属粉末与有机粘结剂均匀混合成为具有流变性的粒料,采用注射机将物料注入具有零件形状的模具型腔中形成毛坯件,然后再脱除粘结剂并进行烧结,使其形成为高度致密的金属零件,必要时还可以进行相应的后处理,见图2。

图2
注射成形技术工艺流程图

二、MIM技术特点

MIM 技术作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术,具有常规粉末冶金、机加工和精密铸造方法无法比拟的优越性。首先,我们就来看一下如图3所示的金属粉末注射成形技术与其它工艺技术在产品的复杂程度的适用性以及产品的大批量生产方面相比较时所具有的优越性。。

图3 MIM技术的优越性

另外,如图3所示,在小批量生产时精密铸造比金属注射成形有一定的优势,但是用MIM技术制造的产品形状在有些方面是精密铸造技术所无法达到的,如表1所示。

表1MIM和精密铸造成形能力的比较

特点

精密铸造

MIM

最小孔直径

2mm

0.4mm

2mm直径的盲孔最大深度

2mm

20mm

最小壁厚

2mm

&<1mm

厚大壁厚

无限制

10mm

4mm直径的公差

±0.2mm

±0.06mm

表面粗糙度(Ra)

5μm

1μm

通过上面的比较可以看出金属注射成形的技术特点主要表现在以下几个方面:

1、零部件几何形状的自由度高,能像生产塑料制品一样,一次成形生产形状复杂的金属零部件,且各部分密度均匀、尺寸精度高,适于制造几何形状复杂、精密及具有特殊要求的小型零件(0.05g-200g);

2、合金化灵活性好,对于过硬、过脆、难以切削的材料或原料铸造时有偏析或污染的零件,可降低制造成本;


3、产品质量稳定、性能可靠,制品的相对密宽可达92-98%,产品强度、硬度、延伸率等力学性能高,耐磨性好,耐疲劳,组织均匀。可进行渗碳、淬火、回火等处理;
4、产品成本低,光洁度好,精度高(±0.3%~±0.1%),典型公差为±0.05mm,一般无需后续加工。
5、原材料利用率高、生产效率高、生产自动化程度高,工序简单,可连续大批量、规模化生产。

四、MIM技术适用材料

MIM技术原则上可用于任何能制成粉末的材料,目前应用的MIM材料体系主要有铁基合金钢、不锈钢、镍基合金、钨合金、硬质合金、钛合金、磁性材料、 Kovar合金、精细陶瓷等。如表2所示,表3为MIM典型材料的性能。

表2 常用MIM材料体系及应用领域

材料体系

合金牌号、成分

应用领域

低合金钢

Fe-2Ni, Fe-8Ni

汽车、机械等行业的各种结构件

不锈钢

316L ,17-4PH

医疗器械、钟表零件

硬质合金

WC-Co

各种刀具、钟表、手表

陶瓷

Al 2 O 3 ,ZrO 2 ,SiO 2

IT电子、日常生活用品、钟表

重合金

W-Ni-Fe, W-Ni-Cu, W-Cu

军工业、通讯、日用品

钛合金

Ti,Ti-6Al-4V

医疗、军工结构件

磁性材料

Fe,Fe 14 Nd 2 B,SmCo 5

各种磁性能部件

表3 几种典型MIM材料的性能

材料

密度

g/cm 3

硬度

洛氏

拉伸强度

MPa

伸长率

%

铁基合金

MIM-2200(烧结态)

7.65

45HRB

290

40

MIM-2700(烧结态)

7.65

69HRB

440

26

MIM-4650(烧结态)

7.62

62HRB

415

15

MIM-4650(淬、回火)

7.62

48HRC

1655

2

不锈钢

MIM - 316L(烧结态)

7.92

67HB

520

50

MIM- 17-4PH (烧结态)

7.5

27HRC

900

6

MIM- 17-4PH (烧结态)

7.5

40HRC

1185

6

MIM - 430L(烧结态)

7.5

65HRB

415

25

钨合金

95%W-Ni-Fe

18.1

30

960

25

97%W-Ni-Fe

18.5

33

940

15

硬质合金

YG8X

14.9

HRA90

弯曲强度 2300

精细陶瓷

Al 2 O 3

3.98

HRA92

弯曲强度 530


1.首先说下压铸工艺: 压铸工艺和现在比较成熟的注塑成型工艺的原理一样,注塑是将熔融的树脂射出进金属模具型腔内,通过模具型腔形状的制作可以得到相应形状的注塑成品,技术成熟通过注塑机和模具可生产,压铸工艺也是这个原理。不一样的是 注塑工艺 树脂根据原料的不同(ABS,PC,PA GF,PP等 )注塑机作业温度一般为240~340° ,而压铸通常为镁铝合金或者锌合金 温度600~750° 而且压铸对模具的材质要求较高,产品结构上极少出现倒扣,且根据生产目的不同采用冷室或者热室压铸机将合金热汤充填入模具型腔。生产时会每模喷涂脱模即,且成品末端会设置较长的残料后处理加工予以去除,表面质量会经常出现气孔,杂质质量相较于注塑较差,但强度较高后续还会有化成喷涂等后处理。一般多用于IML和塑胶结合生产。多用于内部结构件。2. 金属粉末冶金 行内俗称(MIM)是将金属粉末和树脂混合在一起后做的树脂 ,然后和注塑一样 利用注塑机和模具成型,成型后 结构强度很差 很易损坏,需要经过脱汁工艺将 成型后的半成品中的粘结剂去除,脱汁后刚性及强度较差易损坏 需要再次经过烧结 然后可以达到和压铸件强度差不多的成品,然后后处理(抛光,anodize等)表面外观质量较压铸好 常用不锈钢粉末。多用于小件制品或者不精密的大件制品。

MIM是金属粉末注射成形(Metal injection molding),可以想像成先注塑零件,再将注塑的零件放入「烤箱」烧结。应用范围一般是小型精密复杂零件。凭印象说点自己之前了解的,自己了解也很浅,如果深入了解还是要搜一下英文资料比较好。

之前公司供应商是Smith Metal,它们技术不错,后来国内上海一家也有做,良品率也可以了。之前参观的时候蛮多疑问,他们技术人员并不愿意透露技术细节。印象中有问他们真空烧结温度肯定在材料再结晶温度之上吧?他们只讲具体材料烧结温度控制及时间等工艺不便相告,只说材料的液相烧结温度很窄,工艺不当零件就会严重变形甚至坍塌。

当然设计这种零件了解个大概也可以,烧结「缩水率」要20%多,设计壁厚要求虽然不会同塑料件那么均匀,但是别壁厚过于悬殊,有个是否能烧透的问题,另外烧结位置摆放也很关键,当然更不能有细长悬壁的设计了,有些手机卡槽是这种工艺,不过薄片类可以平放不会有问题。
金属粉末射出成型这方面,还是第一次听说,金属粉末这样的成型方式现在好像使用在3D列印上,3D列印对于金属的熔点有比较高的要求,粉末状的金属,吸收的能量相比较块状的并没有什么优势,但是,其融化比较快。粉末射出成型,这个就不知道了,不能乱说。至于压铸。压铸,是低熔点合金,简单件,应该说比较小的零件最先选择的铸造方式,这个前提是零件的生产必须是有数量的,几千以上,我们可以开一个快速模具,模具的质量相比较上万的产量来说,在工艺上肯定有差距。现在技术发展,对于1400摄氏度以上的合金,其实也就是铸铁,钢,有少量的压铸件,但是使用范围有限,限于技术的原因,现在还没有办法普及。
主要差别在于结构了。MIM,可以做的产品结构复杂度可以超过压铸的复杂度很多;其次,MIM因为是粉末烧结的,在密度上比压铸小些,也就是要轻一些,这个是很多行业讲究轻量化的潮流下,是很重要的一个减重渠道。
看精密度和成本要求吧,精密粉末射出成型不了解。
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