钛合金的注射成型技术 - 广州国际金属加工工业展览会

近日，小米14 Ultra正式发布，其中带来了一款钛金属特别版机型。中框采用钛金属材质，金属粉末注射成型（Metal Injection Molding）工艺一体成型打造。

MIM即金属粉末注射成型，被称作是第五代金属成型工艺。是一种新型近净成形技术，因其以较低成本大批量生产复杂结构、高维度、高精度零部件，而被认为是一种理想的制备钛及钛合金的加工工艺。

MIM不同于其他的金属成型工艺，有点类似塑胶注塑过程，是将金属粉末与粘结剂先混炼形成喂料。然后注塑成型，之后再把粘结剂脱除（脱脂过程），高温烧结，后加工处理。在生产前需要进行产品设计、模具设计及制造，之后的工序流程如下图所示：

目前钛合金的主要喂料是指：将一定钛合金金属粉末和粘结剂在一定的温度下按照一定比例进行均匀混合，以得到适合用于注射成形的粉末和粘结剂混合物。均匀喂料的制备是获取高精度粉末注射成型产品的关键，如果喂料混合不均匀，粘结剂将在脱脂过程中产生变形以及烧结收缩不均匀等缺陷，从而增加最终烧结体的尺寸偏差。因此，喂料的制备情况对 MIM 产品的精度起到了决定性作用。

目前，MIM钛及钛合金的研究取得一定的进展，但大规模产业化应用仍存在一定难度，主要有以下几点：

1.低氧球形钛及钛合金粉末价格昂贵。国内球形钛及钛合金粉末生产厂家近几年发展迅速。
2.粘结剂的选择和脱脂去除工艺；粘结剂的选择决定了粉末填充量的大小，对烧结后产品致密度、收缩率、表面粗糙度有直接影响，而高效的脱脂去除工艺有助于降低杂质元素，如碳、氧的影响，提高产品性能。
3.烧结工艺优化及设备要求。由于钛合金高活性的特点，烧结时对温度和氧含量的控制至关重要，对烧结炉提出更高的要求。

在钛材料MIM领域，主要聚焦钛合金粉末及其喂料制备。目前纯钛粉、Ti-6Al-4V、TiAl、Ti-Mo-Al和其他一些钛基材料粉末已成功采用注射成形工艺来制造。