金屬粉末注塑成型（MIM）特別適合于大批量生產小型、外形復雜且用量較大的金屬制品，相比傳統加工手段（壓、煅、軋）成本更低，目前已經是手機外殼等部件生產的主要工藝。但在生產大型復雜部件時，MIM工藝固有的一些缺陷仍亟待突破。

近日，美國威斯康星州的粉末冶金公司SSI（Sintered Specialties,LLC）公司宣稱已在MIM工藝生產中取得突破，公司目前可以生產重量超過100克（不銹鋼，下同）的較大型部件，而當前主流MIM量產部件普遍低于25克，這意味著SSI擁有比市面上MIM部件體積大4倍以上的生產能力！

MIM工藝生產的大型復雜不銹鋼部件（圖片來源：SSI）

為什么MIM難以用來生產大型復雜零部件？因為MIM工藝存在一些固有缺陷或者說隱患，這些問題的出現概率與零部件尺寸成正比。它們包括：

欠注——指由所用注塑機的壓力不足或者所用注射材料的流動性差等因素引起的物料未能注滿整個模具型腔而使注射制品出現不完整的情況；

傷痕——注射過程中于型腔中分成若干股料流后又匯合在一起，匯合處有可能出現線狀痕跡；

氣穴——模腔內的空氣來不及排出，被物料包同或者被壓縮到模具內壁處形成氣穴，引起制品表面欠注，影響制品的外觀質量甚至力學強度；

形變——殘余應力導致的部件彎曲或扭曲，影響制品的外觀尺寸精度，甚至引起制品報廢。

關于形變，SSI認為這是由于各向同性收縮的不確定性所導致，它隨著零部件尺寸增加而顯著增加，最終使零部件產生較大變形，尺寸不穩定。SSI披露的解決方案就是使用更高濃度的金屬粉末母粒！

材料技術公司Tundra科技作為SSI的供應商，提供一款Dynamik系列高濃度母粒，與傳統收縮比16-20%相比，可以使之降至6-8%；在保證良好流動性的基礎上，金屬粉體的填充量高達88%。除了解決尺寸穩定和各向同性收縮問題，它還有利于在較低溫度下熔合的特點。那么Tundra又是如何制備出滿足MIM需要的高濃度母粒呢？

Tundra的粉體表面改性流程示意圖

Tundra的核心技術是一種涂層工藝，不僅是金屬粉體，還有陶瓷粉體，都可以通過界面改性工藝增強性能。Tundra將提升方向總結為以下四點：提升顆粒的自有序性，從而提高母粒的填充效率；提升顆粒流變性能以減少設備磨損；還有就是保持母粒中聚合物的彈性，并且隔絕顆粒與聚合物基體之間可能發生的化學反應。

粉體圈 YUXI（原創）