一、前言
發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的金屬注射成形(MIM)產(chǎn)品及生產(chǎn)企業(yè),北美企業(yè)數(shù)量并未顯著增加,成規(guī)模的主要有十多家,規(guī)模、品種和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,形成以醫(yī)療器械、汽車、五金工具、運(yùn)動(dòng)器械、輕武器及航空的應(yīng)用為特色。歐洲近期MIM廠家數(shù)量和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,以汽車零部件MIM不銹鋼和高溫合金大零件和顯微注射極小零件的應(yīng)用開發(fā)為特色,成規(guī)模的主要有德、法、英、瑞士及荷蘭的十多家企業(yè),但在MIM用粉末方面以BASF和Osprey為代表的企業(yè)增長(zhǎng)很快。以日本為首,包括新加坡、韓國(guó)、印度、泰國(guó)、中國(guó)大陸和臺(tái)灣的亞洲MIM行業(yè),廠家數(shù)量增長(zhǎng)*快。日本MIM,規(guī)模不斷擴(kuò)大,汽車、醫(yī)療、機(jī)械和電子等市場(chǎng)領(lǐng)域的發(fā)展均衡,在Ti合金、FeSi軟磁合金及KOVAR電子封裝等新興材料領(lǐng)域的投入很大。見圖1.
國(guó)內(nèi)MIM行業(yè),不銹鋼、低合金鋼、碳基Fe、Ni等微細(xì)原料粉末甚至注射料依賴進(jìn)口,材質(zhì)相對(duì)單一,產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域以消費(fèi)電子產(chǎn)品、槍械和口腔醫(yī)療器械為主。除少數(shù)幾家歷史較長(zhǎng),逐漸成規(guī)模的企業(yè)外,裝備、質(zhì)量控制水平等和發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有差距。但由于發(fā)展前景好,市場(chǎng)空間大,目前產(chǎn)品領(lǐng)域重疊較小,競(jìng)爭(zhēng)尚不十分激烈,特別是珠三角和長(zhǎng)三角地區(qū),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),包括打出MIM名義的MIM企業(yè)有60多家。
MIM和切削加工,粉末冶金及鑄造的特性的對(duì)比見表1
圖1 MIM零件在全球各地區(qū)的市場(chǎng)分布
表1 MIM和切削加工、粉末冶金及鑄造的特性對(duì)比
特性 Aspect |
切削加工 |
粉末冶金 |
鑄造 |
MIM |
重量(g) |
1-10.000 |
5 - 2,500 |
1 - 1,000 |
0.01 - 250 |
公差(%) |
< 0.1 |
0.1 |
0.5 - 1.0 |
0.4 - 0.6 |
密度(%理論密度) |
100 |
92 |
99 |
99 |
強(qiáng)度(%max) |
100 |
70 |
> 95 |
> 95 |
壁厚(mm) |
1 - 100 |
2 - 20 |
2 - 20 |
0.2 - 10 |
表面粗糙度Ra(μm) |
0.2 - 4 |
2 - 5 |
5 |
1 |
二、MIM零件在汽車中的應(yīng)用
1. 在渦輪增壓器中的應(yīng)用,見圖2與圖3,圖4表示用MIM工藝與傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)調(diào)節(jié)環(huán)的對(duì)比
2. 在汽車齒輪箱中的應(yīng)用,見圖5。
3. 在汽車車身內(nèi)部的應(yīng)用,見圖6。圖7表示利用傳統(tǒng)工藝與MIM工藝生產(chǎn)座椅傳感器的對(duì)比。
圖2 MIM在渦輪增壓器中的應(yīng)用
圖3 渦輪增壓器中應(yīng)用的MIM零件
傳統(tǒng)工藝
●離心鑄造與大量的切削加工
MIM工藝
●將環(huán)模壓成近*終形狀
●后續(xù)切削加工與切削刀具磨耗少
●廢料與生產(chǎn)時(shí)間少
圖4 用MIM和離心鑄造與切削加工生產(chǎn)調(diào)節(jié)環(huán)相比,可減低生產(chǎn)成本
圖5 汽車齒輪箱中的應(yīng)用
圖6 車身內(nèi)部的應(yīng)用
傳統(tǒng)工藝
●為了適合生產(chǎn)工藝,切削加工的零件幾何形狀簡(jiǎn)單
MIM工藝
●重量減小 43g→25g
●由于零件的功能性增多,復(fù)雜程度增大
●廢料與生產(chǎn)時(shí)間減少
圖7 和切削加工相比,MIM由于增加功能,可降低生產(chǎn)成本
部分資料由BASF公司賀敏經(jīng)理提供
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