金屬粉末注塑成型（MIM）特別適合于大批量生產(chǎn)小型、外形復(fù)雜且用量較大的金屬制品，相比傳統(tǒng)加工手段（壓、煅、軋）成本更低，目前已經(jīng)是手機(jī)外殼等部件生產(chǎn)的主要工藝。但在生產(chǎn)大型復(fù)雜部件時(shí)，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(chǎn)中取得突破，公司目前可以生產(chǎn)重量超過100克（不銹鋼，下同）的較大型部件，而當(dāng)前主流MIM量產(chǎn)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(chǎn)能力！

MIM工藝生產(chǎn)的大型復(fù)雜不銹鋼部件（圖片來源：SSI）

為什么MIM難以用來生產(chǎn)大型復(fù)雜零部件？因?yàn)镸IM工藝存在一些固有缺陷或者說隱患，這些問題的出現(xiàn)概率與零部件尺寸成正比。它們包括：

欠注——指由所用注塑機(jī)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(gè)模具型腔而使注射制品出現(xiàn)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(xiàn)線狀痕跡；

氣穴——模腔內(nèi)的空氣來不及排出，被物料包同或者被壓縮到模具內(nèi)壁處形成氣穴，引起制品表面欠注，影響制品的外觀質(zhì)量甚至力學(xué)強(qiáng)度；

形變——?dú)堄鄳?yīng)力導(dǎo)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(bào)廢。

關(guān)于形變，SSI認(rèn)為這是由于各向同性收縮的不確定性所導(dǎo)致，它隨著零部件尺寸增加而顯著增加，最終使零部件產(chǎn)生較大變形，尺寸不穩(wěn)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(shù)公司Tundra科技作為SSI的供應(yīng)商，提供一款Dynamik系列高濃度母粒，與傳統(tǒng)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(chǔ)上，金屬粉體的填充量高達(dá)88%。除了解決尺寸穩(wěn)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(diǎn)。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(shù)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(qiáng)性能。Tundra將提升方向總結(jié)為以下四點(diǎn)：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(shè)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(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

粉體圈 YUXI（原創(chuàng)）