光銘集團(tuán)今日分享金屬注射成型的局限性有哪些？

金屬注射成型（MIM）雖然是一種先進(jìn)的精密制造技術(shù)，但受限于工藝原理、設(shè)備性能和材料特性等因素，仍存在一些明顯的局限性，主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 零件尺寸與重量受限

MIM 更適合生產(chǎn)中小型零件，通常重量在 0.1-100 克之間，最大尺寸一般不超過 100 毫米。

原因：大型零件在脫脂和燒結(jié)過程中易因應(yīng)力分布不均導(dǎo)致變形、開裂；同時(shí)，燒結(jié)時(shí)的收縮率（10-20%）難以精確控制，會(huì)影響大型零件的尺寸精度。

例如：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、大型齒輪等無法通過 MIM 生產(chǎn)，仍需依賴鑄造或鍛造。

2. 設(shè)備與模具成本高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)

設(shè)備投資大：MIM 需要專用設(shè)備（如高精度注塑機(jī)、脫脂爐、真空燒結(jié)爐等），單臺設(shè)備成本可達(dá)數(shù)十萬元甚至更高，初期投入較大。

模具成本高：MIM 模具需滿足精密成型要求（尺寸精度 ±0.1%），材料多為高強(qiáng)度合金，加工復(fù)雜，一套模具成本通常數(shù)萬元至數(shù)十萬元。

經(jīng)濟(jì)性限制：只有當(dāng)批量達(dá)到1000 件以上時(shí)，設(shè)備和模具的成本才能攤薄，小批量生產(chǎn)（如幾十至幾百件）的單位成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)加工。

3. 脫脂與燒結(jié)周期長，生產(chǎn)效率較低

MIM 的核心工序（脫脂、燒結(jié)）耗時(shí)遠(yuǎn)長于傳統(tǒng)工藝：

脫脂：需通過加熱或溶劑去除粘結(jié)劑，過程需緩慢進(jìn)行（通常幾小時(shí)至十幾小時(shí)），否則易因氣體逸出過快導(dǎo)致坯體開裂。

燒結(jié)：需在高溫（通常 1000-1300℃）下保溫?cái)?shù)小時(shí)，讓金屬顆粒充分?jǐn)U散致密化，冷卻過程也需嚴(yán)格控制，整個(gè)周期常達(dá) 10-24 小時(shí)。

對比：傳統(tǒng)機(jī)加工一件簡單零件可能只需幾分鐘，而 MIM 生產(chǎn)一件同類零件（含各工序）可能需要數(shù)天，效率差距明顯。

4. 材料選擇存在一定限制

雖然 MIM 可加工多種金屬材料，但并非所有材料都適用：

低熔點(diǎn)金屬（如鉛、錫、鋅）：燒結(jié)時(shí)易熔化流失，難以成型。

高脆性材料：在脫脂或燒結(jié)過程中易因應(yīng)力導(dǎo)致開裂，如某些陶瓷復(fù)合材料。

特殊性能材料：部分需要極端成分均勻性或超細(xì)晶粒的材料，可能因粉末制備難度大或燒結(jié)反應(yīng)復(fù)雜而難以應(yīng)用。

5. 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受工藝約束

盡管 MIM 擅長復(fù)雜形狀成型，但仍有結(jié)構(gòu)限制：

壁厚不均：零件若存在過大的壁厚差異（如局部壁厚超過 5 毫米，且相鄰區(qū)域壁厚僅 1 毫米），燒結(jié)時(shí)收縮不均易導(dǎo)致變形。

深孔與窄縫：過深的孔（深度超過直徑的 5 倍）或過窄的縫隙（寬度＜0.3 毫米）可能導(dǎo)致注射時(shí)喂料填充不足，或脫脂時(shí)粘結(jié)劑無法完全去除。

懸臂結(jié)構(gòu)：過長的懸臂（長度超過厚度的 10 倍）在脫脂和燒結(jié)中易因自重彎曲。

6. 性能存在潛在缺陷

內(nèi)部孔隙：若燒結(jié)工藝控制不當(dāng)，零件內(nèi)部可能殘留微小孔隙，影響材料的致密度（通常要求≥95%），進(jìn)而降低強(qiáng)度、耐腐蝕性等性能。

成分偏析：金屬粉末與粘結(jié)劑混合不均，或燒結(jié)時(shí)元素?cái)U(kuò)散不一致，可能導(dǎo)致局部成分偏差，影響性能均勻性。

表面氧化：若燒結(jié)氣氛（如氮?dú)?、氬氣）純度不足，易?dǎo)致零件表面氧化，需額外增加表面處理工序。
粉末冶金、金屬注射成型、粉末冶金齒輪

光銘集團(tuán)專注于金屬成形技術(shù)及耐磨材料的研發(fā)制造，主營產(chǎn)品包括金屬壓制成形及注射成形粉末冶金制品。 公司擁有一批高素質(zhì)人才隊(duì)伍，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)源自國家部級直屬科院單位——廣州有色金屬研究院，具有豐富的的行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)實(shí)力，為公司發(fā)展提供源源不斷的創(chuàng)新動(dòng)力。公司先后榮獲得5項(xiàng)發(fā)明專利，30多項(xiàng)實(shí)用新型專利，通過IATF16949質(zhì)量管理體系、ISO9001-2015質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、知識產(chǎn)權(quán)管理體系，并獲得國際商標(biāo)認(rèn)證，是廣東省創(chuàng)新型企業(yè)、廣州市科技小巨人企業(yè)、廣東省粉末冶金產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事單位、廣州市先進(jìn)粉末冶金集群促進(jìn)中心發(fā)起單位。