一、 MIM 核心技术原理

1. 金属粉末制备：选用粒径 1~20μm 的超细球形金属粉末（如不锈钢、铁基、钛合金、钨合金等），粉末比表面积大，保证烧结后高致密度（可达理论密度的 95%~99%）。
2. 粘结剂体系设计：将金属粉末与粘结剂（蜡基、油基、聚合物基）按比例混合，制成均匀的喂料（粉末体积占比 60%~65%），粘结剂起粘结、塑化作用，赋予喂料注射成型的流动性。
3. 注射成型：将喂料加热至熔融状态（150~200℃），通过注射机高压注入精密模具，冷却后得到坯件（绿坯），绿坯形状与最终零件一致，强度可满足搬运需求。
4. 脱脂工艺：通过溶剂脱脂、热脱脂或催化脱脂，去除绿坯中的粘结剂（脱脂率 > 99%），得到褐坯。褐坯强度极低，呈多孔疏松状态，需小心搬运。
5. 烧结致密化：将褐坯置于高温烧结炉中（温度为金属熔点的 70%~90%），在保护气氛（如氮气、氢气）下保温，粉末颗粒通过原子扩散、重排实现致密化，零件收缩率通常为12%~25%，最终形成高精度金属零件。
6. 后处理（可选）：对高精度需求零件进行 CNC 精加工、热处理（淬火、渗碳）、表面处理（电镀、钝化）等。

二、 MIM 工艺的核心技术特点

1. 成型能力：复杂形状一次成型，突破传统工艺限制

• 可成型特征：能直接成型传统粉末冶金、CNC 加工难以实现的复杂结构，如薄壁、盲孔、异形槽、螺纹、倒扣、复杂曲面等，零件尺寸范围通常为 0.1~200g（适合小型精密零件）。
• 对比优势：传统粉末冶金仅能成型简单几何形状；CNC 加工复杂零件需多道工序，材料利用率低（通常 < 30%），而 MIM 材料利用率可达95% 以上。

2. 尺寸精度与表面质量：近净成形，减少后加工

• 尺寸精度：烧结后公差可达 ±0.3%~±0.5%，部分高精度零件通过优化工艺可控制在 ±0.1%；无需或仅需少量 CNC 精加工（如高精度配合面）。
• 表面粗糙度：烧结后表面粗糙度 Ra 可达 1.6~3.2μm，经抛光处理后可降至 Ra 0.4μm 以下，满足医疗、电子等领域的外观与装配要求。

3. 材料适应性广：覆盖多类金属材料体系

4. 批量生产优势：高效率、低成本

• 适合规模化生产：模具可设计多型腔，单模腔数可达 16~64 腔，注射成型周期短（10~60 秒 / 模），日产能可达数万件。
• 成本结构优化：与 CNC 加工相比，MIM 在大批量（>10 万件） 生产时成本优势显著，可降低 30%~50% 的制造成本；小批量生产时因模具成本高，经济性较差。

5. 性能一致性：微观组织均匀，力学性能优异

• 烧结后零件致密度高（95%~99% 理论密度），无宏观孔隙，微观组织均匀，无铸造件的偏析缺陷。
• 力学性能接近锻件，以 316L 不锈钢为例，MIM 零件抗拉强度可达 550~650MPa，延伸率 > 20%，与锻件性能相当。

三、 MIM 工艺的局限性与技术难点

1. 局限性

• 零件尺寸限制：适合小型零件（通常重量 < 200g，最大尺寸 < 150mm），大型零件易出现烧结变形、收缩不均问题。
• 模具成本高：精密模具设计与制造费用昂贵（通常 > 10 万元），小批量生产性价比低。
• 脱脂周期长：传统热脱脂需数十小时，制约生产效率；催化脱脂虽效率高，但仅适用于特定粘结剂体系（如聚甲醛基）。

2. 核心技术难点

• 喂料配方优化：需平衡粉末装载量与流动性，装载量过高导致流动性差，注射易缺料；装载量过低则烧结收缩率大，尺寸精度难控制。
• 脱脂变形控制：褐坯在脱脂过程中易因粘结剂去除不均产生开裂、变形，需精准控制脱脂温度与气氛。
• 烧结收缩一致性：多型腔或复杂零件易出现局部收缩差异，导致尺寸超差，需通过模具补偿设计与烧结工艺优化解决。

四、 MIM 工艺与其他金属成型工艺的对比

五、 MIM 技术的发展趋势

1. 高性能材料开发：拓展高温合金、陶瓷金属复合材料的 MIM 应用，满足航空航天、新能源领域需求。
2. 脱脂工艺革新：开发微波脱脂、超临界流体脱脂等高效脱脂技术，缩短脱脂周期至数小时。
3. 智能化生产：引入 AI 工艺优化，通过数字孪生模拟注射、脱脂、烧结全过程，精准预测零件收缩与变形，提升尺寸一致性。
4. 大型零件成型技术：研发分层注射、烧结拼接技术，突破 MIM 零件尺寸限制。
5. 绿色制造：采用环保粘结剂（如水基粘结剂），减少有机溶剂排放，降低脱脂能耗。