porozumění kovovému prášku MIM
Obsah
MIM Metal Powder (MIM) je efektivní výrobní proces, který kombinuje konstrukční flexibilitu vstřikování plastů s pevností a vlastnostmi obráběných kovových dílů. Klíčovým materiálem pro MIM je kovový prášek, speciálně upravený pro tento proces. Tato příručka poskytuje ucelený přehled o kovovém prášku MIM včetně složení, výroby, vlastností, aplikací a dalších informací.
Přehled o Kovový prášek MIM
Kovový prášek MIM označuje jemný kovový prášek používaný jako vstupní surovina pro proces vstřikování kovů. Jedná se o směs jemného kovového prášku a pojiva, která se vstřikuje do forem a vytváří složité zelené díly ve tvaru sítě.
Mezi hlavní vlastnosti prášku MIM patří:
- Ultrajemný sférický prášek o velikosti 10-20 mikronů
- Objemové zatížení prášku 55-65% v pojivu
- Vynikající tekutost pro plnění forem
- Konzistentní distribuce velikosti částic
- Složení slitin optimalizované pro MIM
- Široký výběr materiálů, jako jsou oceli, nerezové oceli, slitiny titanu, těžké slitiny wolframu atd.
- Nákladově efektivní výroba složitých kovových součástí s úzkou tolerancí
Celosvětový trh s MIM práškem činil v roce 2020 více než $350 milionů. Předpokládá se, že toto odvětví bude stabilně růst tempem více než 8% CAGR, a to díky poptávce v různých odvětvích.
Typy kovového prášku MIM
Jako výchozí surovina pro MIM se používají různé složení kovového prášku. Mezi nejběžnější typy patří:
Materiál | Klíčové vlastnosti | Aplikace |
---|---|---|
Nerezové oceli | Odolnost proti korozi, pevnost | Zdravotnictví, automobilový průmysl, spotřební zboží |
Nástrojové oceli | Vysoká tvrdost, odolnost proti opotřebení | Řezné nástroje, zápustky, ozubená kola |
Nízkolegované oceli | Magnetické vlastnosti, obrobitelnost | Elektromechanické součásti |
Slitiny titanu | Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti | Letectví, vojenství, biomedicína |
Těžké slitiny wolframu | Hustota, tlumení vibrací | Automobilový průmysl, sportovní vybavení |
Superslitiny | Pevnost při vysokých teplotách | Součásti turbíny a rakety |
Výběrem vhodných práškových kovových slitin lze vyrábět součásti s vlastnostmi přizpůsobenými konkrétním aplikacím.

Výroba kovového prášku MIM
K výrobě jemných kovových prášků pro MIM suroviny se komerčně používá několik metod:
Atomizace plynu - Vysokorychlostní proudy inertního plynu rozbíjejí tenký proud roztaveného kovu na jemné kapičky, které tuhnou do podoby sférických prášků ideálních pro MIM. Běžně se používá pro oceli, superslitiny a slitiny neželezných kovů.
Atomizace vody - Podobně jako plynová atomizace, ale s nižší rychlostí chlazení, vytváří nepravidelnější tvary prášku vhodné pro některé aplikace. Levnější proces používaný pro běžné slitiny, jako je železo, měď.
Plazmová atomizace - Extrémně vysokoteplotní plazmový oblouk se používá k výrobě jemnějších sférických prášků z reaktivních slitin, jako je titan, niob a tantal.
Mechanický úbytek - Kuličkové mletí se používá ke zmenšení velikosti částic kovových práškových směsí na velikost MIM. Účinný suchý proces.
Karbonylový proces - Karbonyly železa a niklu se rozkládají za vzniku vysoce čistých sférických prášků o velikosti částic 1-5 mikrometrů.
Metoda výroby prášku kontroluje konečné vlastnosti prášku, jako je tekutost, hustota a nečistoty.
Vlastnosti Kovový prášek MIM
Mezi klíčové vlastnosti prášku pro MIM patří:
Velikost částic - Od 1 do 20 mikronů, obvykle kolem 10 mikronů pro optimální plnění. Vysoká výtěžnost v tomto rozsahu.
Tvar částic - Převážně sférická morfologie umožňuje hladký tok do složitých forem. Určité nepravidelnosti jsou přijatelné.
Distribuce velikosti částic - Úzké rozložení zlepšuje rovnoměrné spékání. Obecně 80-90% částic v rozmezí 10 +/- 5 mikronů.
Hustota poklepání - Udává konečnou hustotu dílu. Pro dosažení vysokých mechanických vlastností je zapotřebí vyšší hustota odbočky nad 3 g/cc.
Průtoková rychlost - Měřeno v sekundách/50 g. Rozhodující pro hladké vyplnění formy bez mezer. Žádoucí je méně než 40 s/50 g.
Zdánlivá hustota - Ve vstupní surovině obvykle 40-50% konečné hustoty spékání udávající frakci vsázky prášku.
Pyknometrická hustota - Skutečná hustota pevných částic slitiny. Shoda s konečnou hustotou dílu udává čistotu.
Specifický povrch - Vysoké hodnoty naznačují jemnější distribuci velikosti částic, která je pro MIM žádoucí. Rozsah od 0,1 do 1 m2/g.
Možnosti slitin pro kovový prášek MIM
Jako surovina pro práškové MIM je k dispozici široká škála slitin, včetně:
Slitina | Složení | Vlastnosti | Aplikace |
---|---|---|---|
Nerezová ocel 316L | Cr, Ni, Mo | Vynikající odolnost proti korozi | Zdravotnictví, styk s potravinami |
Nerezová ocel 17-4PH | Cr, Ni, Cu | Vysoká pevnost, tvrdost | Letecké komponenty |
Nástrojová ocel H13 | Cr, Mo, V | Tvrdost za tepla, odolnost proti tepelné únavě | Vstřikování |
Maraging steel | Ni, Co, Mo, Ti | Velmi vysoká pevnost | Letectví a kosmonautika, nástroje |
Legovaná ocel | Cr, Mo, C | Tepelně zpracovatelné, magnetické | Konstrukční části |
Slitina niklu 718 | Ni, Fe, Nb, Mo | Pevnost při vysokých teplotách | Aerospace |
Titan Ti-6Al-4V | Ti, Al, V | Lehkost, biokompatibilita | Lékařské implantáty |
Těžká slitina wolframu | W, Ni, Fe | Vysoká hustota, radiační stínění | Vojenství, motorsport |
Díky široké škále dostupných slitin poskytuje MIM flexibilitu při dosahování požadovaných vlastností materiálu a výkonu.
Aplikace kovového prášku MIM
Mezi hlavní oblasti použití technologie MIM a práškových surovin patří:
Lékařské a zubní implantáty
MIM je ideální pro velkosériovou výrobu malých, složitých komponent implantátů z nerezové oceli a titanu, jako jsou klouby, fixační šrouby a nástroje. Nabízí biokompatibilitu, odolnost proti korozi, pevnost a přesnost výroby.
Automobilové komponenty
Malé přesné díly, jako jsou rotory turbodmychadel, trysky vstřikovačů a uzávěry ventilů, vyráběné společností MIM, poskytují výkonnostní výhody moderních motorů a pohonných jednotek.
Spotřební elektronika
Miniaturní součásti, jako jsou hodinová ozubená kola, ozdobné kování, spojovací kolíky atd., se vyrábějí metodou MIM z nerezových ocelí, slitin mědi a nástrojových ocelí.
Letectví a obrana
Lehké komponenty MIM ze slitin Ti a Ni s vysokou pevností snižují hmotnost turbín a draků letadel. Slitiny wolframu nabízejí radiační stínění pro vesmírné a obranné účely.
Střelné zbraně
Malé, složité součásti střelných zbraní, jako jsou spouště, kladívka, pojistky, vyhazovače, lze vyrábět metodou MIM ve velkých objemech z nerezových ocelí a slitin nástrojových ocelí.
Hodinářský průmysl
Metoda MIM umožňuje hospodárnou výrobu složitě tvarovaných pouzder hodinek z nerezové oceli, náramků, přezek a miniaturních pohyblivých součástí, jako jsou ozubená kola a pružiny.
Díky své konstrukční flexibilitě nachází MIM stále uplatnění v nejrůznějších odvětvích od spotřebitelských výrobků až po kritické průmyslové komponenty.
Jak si vybrat Kovový prášek MIM
Klíčová hlediska při výběru práškové suroviny pro MIM:
- Složení slitiny - Sladit práškovou slitinu s požadavky na konečnou aplikaci, jako je odolnost proti korozi, pevnost, opotřebení atd.
- Velikost a tvar částic - Preferujte sférickou morfologii s úzkým rozložením kolem 10 mikronů pro optimální průtok a balení.
- Čistota prášku - Vysoká čistota nad 99% je nutná pro specializované aplikace, jako je lékařství, aby se zabránilo kontaminaci.
- Hustota poklepání - Vyšší hustota nad 3 g/cc zlepšuje plnění formy a konečnou hustotu dílu po spékání.
- Nakládání prášku - Obvykle se obsah pojiva pohybuje mezi 30-50 obj.%. Ovlivňuje viskozitu a pevnost zeleného výlisku.
- Výrobce prášku - Renomovaní výrobci prášků jako Sandvik, BASF a Kymera s ověřenými postupy.
- Konzistence mezi jednotlivými pozemky - Konzistentní vlastnosti vstupní suroviny umožňují stabilní parametry vstřikování během dlouhých výrobních cyklů.
- Technická podpora - Podrobné údaje o aplikaci a pomoc dodavatele prášku při vývojových zkouškách.
Mezi přední světové dodavatele patří Sandvik Osprey, BASF Ultraform, Kymera International a Epson Atmix, kteří spolupracují s koncovými uživateli při vývoji dílů a procesů pro dosažení optimálních výsledků.
Srovnání atomizovaných a frézovaných prášků MIM
Parametr | Rozprašované prášky | Mechanicky mleté prášky |
---|---|---|
Tvar částic | Sférické | Nepravidelné, hranaté |
Rozsah velikostí | 1 - 20 mikronů | 10 - 100+ mikronů |
Rozložení velikosti | Velmi úzký | Široký |
Hustota poklepání | Vyšší ~3-4 g/cc | Nižší ~2-3 g/cc |
Průtoková rychlost | Vynikající | Mírný |
Čistota | Vysoký | Dolní |
Náklady | Vyšší | Dolní |
Dostupné slitiny | Většina standardních a speciálních slitin | Omezené slitiny |
Aplikace | Většina komponent MIM | Větší, méně kritické díly MIM |
Atomizované prášky umožňují vyrábět složitější a výkonnější součásti MIM. Frézované prášky představují pro některé aplikace možnost úspory nákladů.
Instalace závodu na výrobu prášku MIM
Klíčové kroky při instalaci závodu na výrobu prášku MIM:
- Výběr místa - Dostatečný prostor, zásobování inženýrskými sítěmi, manipulace s odpadem, přístupové cesty a nakládací rampy.
- Stavba a uspořádání - Navrhněte uspořádání závodu z hlediska toku materiálu a osob, bezpečnosti, výrobních zón a budoucího rozšíření.
- Připojení k inženýrským sítím - Vysokokapacitní elektrické napájení, čištěná voda, vedení stlačeného vzduchu, kapalný dusík.
- Základy strojů - Pevné železobetonové základy pro rozprašovače, mlýny, pece. Tlumení vibrací.
- Instalace zařízení - Nastavení rukavicových boxů, rozprašovačů, sít, dopravníků, zásobníků a ovládacích prvků podle pokynů dodavatele.
- Pomocné systémy - Potrubí, ventilace, filtrace vzduchu, požární bezpečnost, manipulace s materiálem, čištění odpadních vod.
- Řídicí systémy - Instalace senzorů, akčních členů, HMI. Integrace a programování systémů řízení procesů.
- Uvedení do provozu - Zkušební výrobní série k ověření kvality prášku, bezpečnosti a souladu s požadavky na ochranu životního prostředí před zahájením výroby v plném rozsahu.
Instalace práškového zařízení MIM vyžaduje rozsáhlé plánování a pozornost věnovanou inženýrským sítím, řízení, bezpečnosti a regulačním potřebám.
Provoz a údržba práškového zařízení MIM
Spolehlivý provoz zařízení na výrobu prášku MIM vyžaduje:
- Preventivní údržba - Naplánujte pravidelnou údržbu rozprašovačů, pecí, mlýnů, dopravníků podle doporučení OEM.
- Monitorování zařízení - Průběžné monitorování procesních parametrů, jako je průtok, tlak, teplota a spotřeba energie.
- Inspekce - Denní vizuální kontroly těsnosti, neobvyklých zvuků nebo vibrací, bezpečnostních problémů.
- Služby a opravy - Plánování ročních servisních smluv pro generátory dusíku, chladicí jednotky a elektrické systémy.
- Náhradní díly - Mějte zásobu běžných náhradních dílů, jako jsou topná tělesa, motory, ložiska, abyste minimalizovali prostoje.
- Protokoly o vybavení - Vedení záznamů o rychlosti výroby, opravách a poruchách s cílem optimalizovat využití majetku.
- Úklid - Každodenní úklid, aby se udržovalo čisté a přehledné vybavení a zabránilo se riziku vznícení v prostorách, kde se manipuluje s práškem.
- Školení zaměstnanců - Provádět praktická školení o vybavení s cílem zlepšit provozní efektivitu a dovednosti při řešení problémů.
Zařízení na výrobu prášku MIM může při správné údržbě poskytovat dlouholetou bezpečnou a spolehlivou výrobu.
Jak vybrat dodavatele prášku MIM
Klíčové faktory při výběru dodavatele prášku MIM:
- Technické znalosti v prášcích - Zkušenosti s optimalizací vlastností prášku a složení pojiva pro MIM.
- Rozsah slitin - Dostupnost široké škály slitin od nerezových ocelí po titan, nástrojové oceli atd.
- Systémy kvality - Certifikace ISO 9001. Interní kontrola kvality vlastností prášku.
- Konzistence - Vlastnosti prášku zůstávají konzistentní od dávky k dávce, což umožňuje stabilní proces lisování.
- Kompetence v oblasti výzkumu a vývoje - Neustálý výzkum s cílem vyvinout nové slitiny a pojiva na míru pro náročné aplikace.
- Zákaznický servis - Operativní technická a prodejní podpora. Asistence na místě během zkoušek a náběhu.
- Logistické schopnosti - Systémy pro zajištění efektivních a včasných dodávek prášku ve všech regionech.
Mezi přední světové dodavatele patří společnosti Sandvik Osprey, BASF, Kymera International a Epson Atmix, které se výrazně zaměřují na práškovou technologii MIM.
Výhody a nevýhody prášku MIM
Klady
- Složité díly v čistém tvaru ve velkých objemech při nízkých nákladech
- Široká škála dostupných slitin včetně obtížně obrobitelných kovů
- Dobré mechanické vlastnosti blízké kovaným materiálům
- Vysoká přesnost a opakovatelnost
- Minimální ztráty v porovnání s obráběním
- Omezená nutnost dokončovacích prací na spékaných dílech
- ekologicky čistší proces s menším množstvím odpadu než při obrábění
Nevýhody
- Vyšší náklady na díly při nižších objemech výroby
- Velikost je omezena na menší součásti, obvykle do 500 g.
- Omezeno na slitiny dostupné jako práškové směsi MIM.
- Slinuté díly mají nižší tažnost než kované kovy.
- Potřeba specializovaného vybavení a odborných znalostí
- Další kroky odbedňování a slinování
Prášek MIM vs. kovové prášky pro jiné aplikace
Parametr | Prášek MIM | Prášek pro aditivní výrobu | Lisovací a spékací prášek |
---|---|---|---|
Slitiny | Široká škála nerezových, nástrojových ocelí, Ti slitin | Omezené slitiny jako 17-4PH, Ti-6Al-4V, CoCr | Nízkolegované a nerezové oceli |
Tvar částic | Převážně sférické | Vysoce sférický | Nepravidelné přijatelné |
Rozsah velikostí | 1-20 mikronů | 15-45 mikronů | Až 150 mikronů |
Rozložení velikosti | Velmi úzký | Úzké stránky | Širší přijatelnost |
Čistota | Střední až vysoká | Vysoký | Střední |
Náklady | Střední | Vysoký | Nízký |
Typický způsob výroby | Rozprašování plynu nebo vody | Plynová nebo plazmová atomizace | Rozprašování vodou, mechanické frézování |

FAQ
Otázka: Jaké je typické rozdělení velikosti prášku MIM?
Odpověď: Přibližně 80-90% částic prášku MIM spadá do rozmezí 10 +/- 5 mikronů pro optimální hustotu balení a průtok.
Otázka: Jaké faktory ovlivňují zatížení prášku v pojivu?
Odpověď: Klíčovými faktory ovlivňujícími zatížení prášku % jsou distribuce velikosti částic, tvar, hustota závitů a interakce prášku s pojivem.
Otázka: Jaká je pevnost dílů MIM při vysokých teplotách ve srovnání s tepanými slitinami?
Odpověď: Při optimálním spékání dosahují díly MIM ze slitin, jako je nerezová ocel 316L a 17-4PH, pevnosti v tahu přes 90%.
Otázka: Co je příčinou neúplného vyplnění formy v MIM?
Odpověď: Nesprávná dávka prášku, široká distribuce částic, špatná tekutost prášku a nízká rychlost vstřikování mohou způsobit vady plnění.
Otázka: Jak si MIM stojí v porovnání se vstřikováním plastů, pokud jde o lisovací tlaky?
Odpověď: Vstřikovací tlaky MIM se pohybují v rozmezí 70-140 MPa, což je více než typické tlaky při vstřikování plastů, které se pohybují v rozmezí 15-60 MPa.
Otázka: Jaká bezpečnostní opatření jsou nutná při manipulaci s prášky MIM?
Odpověď: Prášky MIM mohou být hořlavé. Používejte rukavice s inertním plynem, vyhýbejte se zdrojům jisker, uzemněte zařízení a používejte odsávání prachu.
Závěr
MIM se stále prosazuje jako technologie téměř čistého tvaru, která umožňuje vyrábět vysoce výkonné a složité kovové součásti s nízkými náklady a ve velkých objemech. Prášky pro MIM jsou kritické suroviny, které jsou pro tento proces speciálně připraveny pokročilými technikami práškové metalurgie. Díky rozšířeným slitinám a zdokonaleným práškům bude zavádění technologie MIM v různých průmyslových odvětvích nadále stoupat, aby nahradila obráběné a lité součásti s lepšími náklady a dobou realizace.
Sdílet na
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články

Metal 3D Printed Subframe Connection Mounts and Blocks for EV and Motorsport Chassis
Přečtěte si více "
Metal 3D Printing for U.S. Automotive Lightweight Structural Brackets and Suspension Components
Přečtěte si více "O Met3DP
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.