光铭集团今日分享粉末冶金成型技术是怎么样的

主流成型技术分类与核心原理​

1. 冷压成型（室温模压成型）—— 最成熟的批量成型方法​

核心原理：室温下，通过机械压力（液压机 / 机械压力机）将粉末压入预制模具的型腔，利用粉末颗粒间的 “机械咬合” 和 “弹性变形” 实现致密化，获得初始强度（称为 “生坯强度”）。​

关键参数：​

压力：100-800MPa（铁基粉末常用 300-600MPa），压力越高，生坯密度越高；​

模具精度：决定零件尺寸公差（通常 ±0.1-0.3mm）；​

粉末流动性：需添加硬脂酸锌等润滑剂（0.5-1.5%），改善粉末填充均匀性。​

优点：设备简单、效率高（单模次 10-60 秒）、成本低，适合大批量生产；​

缺点：形状受限（仅能成型二维或简单三维结构，如齿轮、垫片、圆柱形零件），无法实现复杂内腔、深孔或异形曲面；生坯密度分布不均（模具边角易出现低密度区）。​

典型应用：汽车发动机气门导管、变速箱齿轮、打印机齿轮、五金工具配件。​

2. 温压成型 —— 冷压的高性能升级版​

核心原理：将粉末和模具同时加热至 130-150℃（低于润滑剂熔点），在温热状态下加压成型。温热环境可降低粉末颗粒间摩擦力，提高颗粒塑性变形能力，让致密化更充分。​

关键优势：​

生坯密度提升：可达理论密度的 95-98%（冷压通常为 85-90%），后续烧结后密度接近全致密；​

性能优化：烧结后强度、硬度比冷压制品高 10-20%，且韧性更优；​

形状适应性略优于冷压：可成型中等复杂度的三维结构（如带台阶的轴类零件）。​

局限性：需专用加热模具和温控设备，成本比冷压高 5-10%；加热过程可能导致润滑剂挥发，需控制气氛防止粉末氧化。​

典型应用：高强度汽车连杆、涡轮增压系统零件、工程机械齿轮。​

3. 金属注射成型（MIM）—— 复杂精密零件的 “粉末注塑” 方案​

核心原理：借鉴塑料注射成型工艺，将金属粉末（体积占比 60-70%）与热塑性粘结剂（如石蜡、聚乙烯）混合制成 “喂料”，通过注射机将喂料注入精密模具，冷却后获得 “注射坯”，再经 “脱脂”（去除粘结剂）处理，最终进入烧结环节。​

关键特点：​

形状自由度极高：可成型传统方法无法实现的复杂结构（如带细小内孔、异形槽、薄壁结构的零件），尺寸公差可达 ±0.05-0.1mm；​

粉末适用范围广：不锈钢、钛合金、高温合金、硬质合金等均可采用；​

批量效率高：模具可设计多型腔，单模次可生产多个零件。​

缺点：工艺链长（需混合、注射、脱脂三步），粘结剂与脱脂工艺成本较高；零件尺寸受限（通常单重＜500g，最大尺寸＜200mm）。​

典型应用：医疗牙科植入物、手表精密零件、航空航天小型结构件、手机摄像头支架。​

4. 流动温压成型（Warm Flow Compaction）—— 温压与 MIM 的 “折中方案”​

核心原理：结合温压的 “加热” 和 MIM 的 “高流动性”，通过添加特殊粘结剂（如聚酰胺），使粉末在 100-130℃下具有类似流体的填充能力，采用模压方式成型。​

核心优势：​

形状复杂度优于温压：可成型带盲孔、凹槽的复杂零件，无需像 MIM 那样复杂的脱脂工艺；​

成本低于 MIM：省去注射机和脱脂设备，批量生产性价比更高；​

密度均匀性好：粉末流动性提升，生坯各区域密度差异＜1%。​

适用场景：中等复杂度、中批量生产的零件（如汽车传感器外壳、电动工具齿轮箱零件）。​

5. 等静压成型（Isostatic Pressing）—— 高均匀性、大尺寸零件成型​

核心原理：利用液体或气体介质（如油、氩气）传递压力，使粉末在密封的弹性模具中受到 “各向均等” 的压力（100-1500MPa），实现均匀致密化。​

分类与特点：​

冷等静压（CIP）：室温下成型，设备成本较低，适合大尺寸、异形件（如陶瓷管、大型金属坯料）；​

热等静压（HIP）：高温（800-1200℃）+ 高压环境，通常作为烧结后的 “二次致密化” 工艺，可将烧结件密度提升至 99.5% 以上，消除内部孔隙，大幅提升强度和韧性。​

优点：生坯密度极高且均匀，无模压带来的 “边角低密度” 问题；可成型超大尺寸或极复杂形状零件（如直径＞1m 的环形件）；​

缺点：成型周期长（单批次几小时），设备投资大，不适合大批量标准化生产。​

典型应用：航空发动机涡轮盘坯料、核反应堆零件、大型硬质合金模具。​

6. 增材制造（3D 打印）—— 定制化、复杂结构的 “无模成型”​

核心原理：基于 “分层制造” 思想，通过激光、电子束等能量源逐层熔化金属粉末（如 SLM 选区激光熔化、EBM 电子束熔化），直接成型三维零件，无需模具。​

关键优势：​

形状完全自由：可成型任意复杂内腔、晶格结构、拓扑优化零件（如航空航天轻量化支架）；​

定制化能力强：单件或小批量生产无需模具，快速响应需求；​

材料利用率 100%：无废料产生，适合贵金属加工。​

局限性：效率低（单件生产需数小时至数天），成本高（设备与粉末价格昂贵）；零件表面粗糙度较差（需后续打磨），批量生产性价比低。​

典型应用：航空航天定制化结构件、医疗个性化人工关节、模具镶件。

粉末冶金、金属注射成型、粉末冶金齿轮

光铭集团专注于金属成形技术及耐磨材料的研发制造，主营产品包括金属压制成形及注射成形粉末冶金制品。 公司拥有一批高素质人才队伍，创始团队源自国家部级直属科院单位——广州有色金属研究院，具有丰富的的行业从业经验和研发实力，为公司发展提供源源不断的创新动力。公司先后荣获得5项发明专利，30多项实用新型专利，通过IATF16949质量管理体系、ISO9001-2015质量管理体系、ISO14001环境管理体系、知识产权管理体系，并获得国际商标认证，是广东省创新型企业、广州市科技小巨人企业、广东省粉末冶金产业技术创新联盟理事单位、广州市先进粉末冶金集群促进中心发起单位。