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MIM全名為金屬粉末注射成型，MIM是一種將金屬粉末與其粘結(jié)劑的增塑混合料注射于模型中的成形方法。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。
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。任何一個配料工程師都可以去雜貨店購買一些石蠟和汽車拋光潤滑劑，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。事實上，從1940年開始，第一項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。
圖：生坯龜裂現(xiàn)象（左）和橫截面有裂紋（放大效果，右）
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工廠在世界各地運轉(zhuǎn)。然而，真正的問題慢慢顯現(xiàn)出來，如何解決以下4個問題成了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？
通過長時間的探索，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濕性，使之結(jié)合性好而不容易分離；
5.價格不貴、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。回復(fù)“MIM”查看更多
圖：隨著產(chǎn)品尺寸越來越小，粘結(jié)劑的穩(wěn)定性也越來越重要
1.水溶性粘結(jié)助劑可以使用嗎？
MIM在脫脂的時候，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，因為成本低、環(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？
圖：聚甲醛分子式
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，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，這兩種特性估計只能用結(jié)晶來調(diào)和了。
圖：POM由于具有良好的自潤滑性，可用來制作齒輪
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具有很好的自潤滑性?；貜?fù)“POM”查看更多
c.最后，POM為熱塑性材料，不良品可以回收利用，從另一個方面降低了成本。
本文部分內(nèi)容節(jié)選R.M. Greman先生的文章《Powders, binders and feedstocks for powder injection molding》，邱耀弘先生翻譯。
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