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金屬粉末注射成型技術(shù)是將現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型金屬粉末冶金近凈形成型技術(shù)。雖然塑料注射成形技術(shù)能以低廉的價(jià)格生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀的制品，但塑料制品強(qiáng)度不高，為了改善其性能，可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強(qiáng)度較高、耐磨性好的制品。近年來，這種新穎的操作方法發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊靥岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結(jié)過程中完全除去粘結(jié)劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法就是金屬注射成形技術(shù)。
金屬注射成型的基本工藝步驟是：首先是選取符合金屬粉末注射成型要求的金屬粉末和粘結(jié)劑，然后在一定溫度下采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒎勰┖驼辰Y(jié)劑混合成均勻的喂料，經(jīng)制粒后在注射成形，獲得的成形坯經(jīng)過脫脂處理后燒結(jié)致密化成為最終成品。
1）金屬粉末選取及制粉技術(shù)
金屬粉末注射成型對(duì)原料粉末要求較高，粉末的選擇要有利于混煉、注射成形、脫脂和燒結(jié)，而這往往是相互矛盾的，對(duì)金屬粉末注射成型原料粉末的研究包括：粉末形狀、粒度和粒度組成、比表面等，表1中列出了最適合于金屬粉末注射成型用的原料粉末的性質(zhì)。
由于金屬粉末注射成型原料粉末要求很細(xì)，金屬粉末注射成型原料粉末價(jià)格一般較高，有的甚至達(dá)到傳統(tǒng)PM粉末價(jià)格的10倍，這是目前限制金屬粉末注射成型技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素，目前生產(chǎn)金屬粉末注射成型用原料粉末的方法主要有羰基法、超高壓水霧化法、高壓氣體霧化法等。
2）粘結(jié)劑選取
粘結(jié)劑是金屬粉末注射成型技術(shù)的核心，在金屬粉末注射成型中粘結(jié)劑具有增強(qiáng)流動(dòng)性以適合注射成型和維持坯塊形狀這兩個(gè)最基本的職能，此外它還應(yīng)具有易于脫除、無污染、無毒性、成本合理等特點(diǎn)。粘結(jié)劑一般是由低分子組元與高分子組元加上一些必要的添加劑構(gòu)成。低分子組元粘度低，流動(dòng)性好，易脫去；高分子組元粘度高，強(qiáng)度高，保持成形坯強(qiáng)度。二者適當(dāng)比例搭配以獲得高的粉末裝載量，最終得到高精度和高均勻性的產(chǎn)品。
混煉是將金屬粉末與粘結(jié)劑混合得到均勻喂料的過程。由于喂料的性質(zhì)決定了最終注射成形產(chǎn)品的性能，所以混煉這一工藝步驟非常重要。這牽涉到粘結(jié)劑和粉末加入的方式和順序、混煉溫度、混煉裝置的特性等多種因素。這一工藝步驟目前一直停留在依靠經(jīng)驗(yàn)摸索的水平上，最終評(píng)價(jià)混煉工藝好壞的一個(gè)重要指標(biāo)就是所得到喂料的均勻和一致性。
金屬粉末注射成型喂料的混合是在熱效應(yīng)和剪切力的聯(lián)合作用下完成的?；炝蠝囟炔荒芴撸駝t粘結(jié)劑可能發(fā)生分解或者由于粘度太低而發(fā)生粉末和粘結(jié)劑兩相分離現(xiàn)象，至于剪切力的大小則依混料方式的不同而變化。金屬粉末注射成型常用的混料裝置有雙螺旋擠出機(jī)、Z形葉輪混料機(jī)、單螺旋擠出機(jī)、柱塞式擠出機(jī)、雙行星混煉機(jī)、雙凸輪混料機(jī)等，這些混料裝置都適合于制備粘度在1-1000Pa·s范圍內(nèi)的混合料。
混煉的方法一般是先加入高熔點(diǎn)組元熔化，然后降溫，加入低熔點(diǎn)組元，然后分批加入金屬粉末。這樣能防止低熔點(diǎn)組元的氣化或分解，分批加入金屬粉可防止降溫太快而導(dǎo)致的扭矩急增，減少設(shè)備損失。
注射成形的目的是獲得所需形狀的無缺陷、顆粒均勻排由的金屬粉末注射成型成形坯體。如圖1所示，首先將粒狀喂料加熱至一定高的溫度使之具有流動(dòng)性，然后將其注入模腔中冷卻下來得到所需形狀的具有一定剛性的坯體，然后將其從模具中取出得到金屬粉末注射成型成形坯。這個(gè)過程同傳統(tǒng)塑料注射成形過程一致，但由于金屬粉末注射成型喂料高的粉末含量，使得其注射成形過程在工藝參數(shù)上及其它一些方面存在很大差別，控制不當(dāng)則易產(chǎn)生各種缺陷。
從金屬粉末注射成型技術(shù)產(chǎn)生以來，隨著粘結(jié)劑體系的不同，形成了多種金屬粉末注射成型工藝路徑，脫脂方法也多種多樣。脫脂時(shí)間由最初的幾天縮短到了現(xiàn)在的幾小時(shí)。從脫脂步驟上可以粗略地將所有的脫脂方法分為兩大類：一類是二步脫脂法。二步脫脂法包括溶劑脫脂+熱脫脂，虹吸脫脂——熱脫脂等。一步脫脂法主要是一步熱脫脂法，目前最先進(jìn)的是amaetamold法。下面分別介紹幾種有代表性的金屬粉末注射成型脫脂方法。
燒結(jié)是 金屬粉末注射成型工藝中的最后一步工序，燒結(jié)消除了粉末顆粒之間的孔隙．使得金屬粉末注射成型產(chǎn)品達(dá)到全致密或接近全致密化。金屬注射成形技術(shù)中由于采用大量的粘結(jié)劑，所以燒結(jié)時(shí)收縮非常大，其線收縮率一般達(dá)到13%－25%，這樣就存在一個(gè)變形控制和尺寸精度控制的問題。尤其是因?yàn)榻饘俜勰┳⑸涑尚彤a(chǎn)品大多數(shù)是復(fù)雜形狀的異形件，這個(gè)問題顯得越發(fā)突出，均勻的喂料對(duì)于最終燒結(jié)產(chǎn)品的尺寸精度和變形控制是一個(gè)關(guān)鍵因素。高的粉末搖實(shí)密度可以減小燒結(jié)收縮，也有利于燒結(jié)過程的進(jìn)行和尺寸精度控制。對(duì)于鐵基和不銹鋼等制品，燒結(jié)中還有一個(gè)碳勢控制問題。由于目前細(xì)粉末價(jià)格較高，研究粗粉末坯塊的強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)是降低粉末注射成形生產(chǎn)成本的重要途徑，該技術(shù)是目前金屬粉末注射成形研究的一個(gè)重要研究方面。
金屬粉末注射成型產(chǎn)品由于形狀復(fù)雜，燒結(jié)收縮大，大部分產(chǎn)品燒結(jié)完成后仍需進(jìn)行燒結(jié)后處理，包括整形、熱處理（滲碳、滲氮、碳一氮共滲等），表面處理（精磨、離子氮化、電鍍、噴丸硬化等）等。
金屬粉末注射成型工藝成本低，效率高，可以定制加工任何復(fù)雜較小金屬五金配件，對(duì)于一個(gè)這樣的工藝，也被稱之為：最為熱門的零件成型技術(shù)，那么金屬粉末注射成型技術(shù)有什么優(yōu)勢呢?下面和粉末冶金廠家小編一起來看看吧。
1、可以生產(chǎn)普通熔煉方法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如新型多孔材料，多孔分離膜材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷磨料和陶瓷材料等。
2、可以最大限度地減少合金成分偏析，消除鑄態(tài)組織不均勻的粗。
3、金屬粉末注射成型技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)近凈成形和自動(dòng)化批量生產(chǎn)，可有效降低生產(chǎn)資源和能源的消耗。
4、可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼廠的規(guī)模，回收金屬廢料為原料，是一種新技術(shù)，可以有效地進(jìn)行材料的回收和綜合利用。
5、可以在非晶和微晶，晶體的制備、納米晶、過飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料。這些材料具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能。
該技術(shù)具有獨(dú)特的化學(xué)成分和力學(xué)性能和物理性能，而這些性能是常規(guī)鑄造方法無法獲得的?？梢灾苯又瞥啥嗫住朊芗蛉旅懿牧虾椭破?，如含油軸承、齒輪、凸輪、導(dǎo)桿、刀、等。
金屬粉末注射成型的應(yīng)用極其廣泛，包括日常生活用品，諸如汽車、航空航天工業(yè)、軍工業(yè)、手機(jī)、手表、醫(yī)療、家用器具、照相機(jī)及裝有MIM零件的電動(dòng)工具等。MIM技術(shù)可適用于任何能制成粉末的材料，目前應(yīng)用的MIM材料體系主要有：
不銹鋼、鐵基合金、磁性材料、鎢合金、硬質(zhì)合金、精細(xì)陶瓷等系列。
