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金屬粉末注射成型技術(shù)(簡(jiǎn)稱MIM)是將現(xiàn)代塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)。今天的故事從PIM開始，PIM全名為粉末注塑成型，它包括金屬粉末注射成型(MIM)、陶瓷粉末注射成型(CIM)等。
今天的故事從粉末注塑成型開始
一、最初的粘結(jié)劑都有哪些?
在PIM的發(fā)展初期，原料的配方并不是很復(fù)雜。任何一個(gè)配料工程師都可以去雜貨店購買一些石蠟和汽車拋光潤(rùn)滑劑，再添加一些花生油，融化某些塑料(如三明治包裝袋)，便可以發(fā)明一種秘密的粘結(jié)劑;然后，添加足夠小的固體顆粒，粉末射料就誕生了。事實(shí)上，從1940年開始，第一項(xiàng)專利公開了使用樟腦丸、蟲膠、環(huán)氧樹脂和粘合劑的纖維素，并以水作為混合溶劑。
這些自制的射料系統(tǒng)工作的似乎很好﹐射料很容填充到簡(jiǎn)單造型的模具。因此，在90年代后期，有近300家PIM工廠在世界各地運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，真正的問題慢慢顯現(xiàn)出來，如何解決以下4個(gè)問題成了PIM的關(guān)鍵!
1.缺陷控制：如何才能消除熔接痕，裂縫，空洞，和其他缺陷?
2.提高制程良率：當(dāng)你成形良率僅有80%的時(shí)候，很難有利可圖。
3.尺寸控制：盡可能做到同樣大小、同樣形狀的產(chǎn)品。
4.碳控制：粘合助劑很容易污染產(chǎn)品，所以很難達(dá)到可熱處理鋼的碳含量特定的要求;因此，即使在今天，低碳不銹鋼很難以PIM做出來。
二、PIM選擇粘結(jié)劑的標(biāo)準(zhǔn)有哪些?
通過長(zhǎng)時(shí)間的探索，人們發(fā)現(xiàn)選好粘接劑是PIM的關(guān)鍵因素。粉末注射成型(PIM)的粘結(jié)劑應(yīng)該至少滿足一下5個(gè)條件：
1.在成型溫度下，助劑通常是一種短的聚合物填料﹐有較低的粘度;
2.在加熱過程中，要有主鏈聚合物使生坯維持形狀不變;
3.分子量較小，避免殘留應(yīng)力變形，方便與固體粉末表面結(jié)合;
4.固體粉體表面可以確保與助劑有良好的潤(rùn)濕性，使之結(jié)合性好而不容易分離;
5.價(jià)格不貴、環(huán)保、吸水率低。
三、MIM如何選擇粘結(jié)劑?
我們最開始講過，PIM包括MIM，PIM選擇粘接劑時(shí)所需的條件MIM一般也要滿足。除此之外，MIM還需要考慮其他問題，如生銹的問題等。
1.水溶性粘結(jié)助劑可以使用嗎?
MIM在脫脂的時(shí)候，水溶性粘結(jié)助劑如聚乙二醇或聚乙烯醇，可溶解在溫水中便于移除。盡管它們非常有吸引力，因?yàn)槌杀镜汀h(huán)境影響最小，但在MIM中不能使用。主要原因有二：
a.水溶性粘結(jié)助劑易從空氣中吸收水分，從固體變?yōu)橄鹉z態(tài)，影響尺寸穩(wěn)定性;
b.鋼鐵粉末易生銹。
2.為什么POM可以用作粘結(jié)劑?
a.從化學(xué)結(jié)構(gòu)分析：主鏈為碳氧原子交替結(jié)構(gòu)，具有一定的極性，能和金屬粉末表面充分接觸;側(cè)鏈為氫原子，空間阻礙小，主鏈的規(guī)整性強(qiáng)，故POM結(jié)晶度高，一般在70%以上，低粘度和具備維持生坯形狀的能力，這兩種特性估計(jì)只能用結(jié)晶來調(diào)和了。
b.從分子量分析：POM聚合度不高，受熱易解聚。POM分子量較小，粘度小，保證盡可能少的粘結(jié)劑即能滿足注射成型條件，此外，較小的分子量使之容易從生坯中脫除，且不易產(chǎn)生殘留應(yīng)力;結(jié)晶度高，POM具有很好的自潤(rùn)滑性。
c.最后，POM為熱塑性材料，不良品可以回收利用，從另一個(gè)方面降低了成本。
