金属注射成形(MIM)生产工艺与应用概要
金属注射成形（MIM）生产工艺与应用概要
R M German
（圣地亚哥州立大学，加利福尼亚州92182，美国）
摘要：粉末注射成形（PIM）包括金属注射成形（MIM）与陶瓷注射成形（CIM），是一种新兴的零部件制造工艺，其2010年的销售额超过15亿美元。介绍了MIM的市场概况，MIM工艺的发展历史、生产过程和适用材料；并重点介绍了典型MIM零件生产实例。
关键词：粉末注射成形；金属注射成形；陶瓷注射成形
粉末注射成形(PIM)是一个新兴产业，2010年销售额超过了15亿美元。全世界有450家PIM零件生产厂家。根据2010年的销售额统计，亚洲是全世界最大的PIM生产地区，其次是欧洲与北美。PIM包括金属注射成形(MIM)和陶瓷注射成形(CIM)，其中MIM零件生产约占PIM产品市场的90%(质量分数)，其增长率约10%一15%(质量分数)。
1 MIM市场概况
MIM的应用极其广泛，包括日常生活用品，诸如汽车、手机、手表、家用器具、照相机及装有MIM零件的电动工具等。世界各地的MIM市场截然不同，一般而言，亚洲的MIM市场主要是IT与电了仪器，北美主要是医疗一牙科与应用，而欧洲主要是汽车与销费品，如图1所示。
注:欧洲与北美的数据是2010年的，亚洲是2008年的
（a）欧洲;（b）亚洲;（c）北美
图1MIM应用的地区分布(质量分数)
2 MIM工艺的特有优势
典型的MIM产品兼有体积较小，形状非常复杂，强度高，中等/高的表面粗糙度及中等/精密的公差。因为是近终形，可节省昂贵的切削加工作业和减少需要的零件数量，因而MIM工艺有相当大的竞争力。MIM设计复杂形状的能力，使其可将多个零件组合的功能结合于1个零件中，见图2。此外，MIM工艺还有如下特有优势:
C1) MIM工艺可高度自动化，因此，对于大量生产最有竞争性;
C2)可将MIM零件设计成壁非常薄、精锁的孔、螺纹及其他细节;
C3) MIM工艺对环境友好，同时，比其他生产工艺需要消耗的能量少。
和铸造金属与合金相比，MIM工艺的缺点在于原材料的价格较高，这是MIM零件一般都相当小的主要原因，因为小零件的材料费用在总制造成本中只占较小部分。
图2精选的从0.028 g到260 g的MIM零件
3 MIM工艺过程
借助热塑性添加剂增塑粉末原料，随后用注射模成形为形状复杂的零件，这个想法是首先为生产陶瓷零件想出来的。普遍认为MIM工艺的发明者是美国的Raymond Wiech，其在20世纪70年代开发出了这种可加工金属粉末的工艺。图3为MIM的工艺流程。
图3金属注射成形生产过程
(德国IFAM许可)
在MIM工艺产业化之前，必须解决的主要技术问题包括:C1)为注射成形生产混合有大量金属粉末与黏度足够高的、均匀的粉末一粘结剂混合料;C2)研究经济的粘结剂脱除工艺，并保持生坯形状;C3)烧结到高密度与高尺寸精度。
MIM的主要工序包括:(l)注射料制备; (2)注射成形; (3)除去粘结剂; (4)烧结。
3.1注射料制备
MIM的主要原料是金属粉末与热塑性粘结剂。粘结剂仅只是一种中问加工助剂，在注射成形之后要除去。决定MIM产品最终性能的是金属粉末的性能。
用搅拌混合机或剪切辊挤压机，于高温下将粉末混合物与粘结剂混炼，这种中问产物就是所谓的注射料(feedstock)。通常，将注射料制成儿毫米的颗粒状，如同通常的塑料注射成形一样。MIM生产者可以从许多国际供应厂家购买到“成形用”注射料，也可以白己制作。
3.2注射成形
在注射成形生产过程中，成形的MIM零件生坯等同于成形的塑料零件。用MIM工艺生产的零件的几何形状与种类繁多，这也和塑料零件相似。
3.3除去粘结剂
粘结剂除去过程既要形成互连孔隙网络，又不得破坏零件形状。该过程结束时，往往在零件中仍有一些残留粘结剂将金属颗粒固结在一起，在随后的烧结开始阶段，孔隙网络使残余粘结剂快速蒸发，同时，烧结颈在金属粉末颗粒之问开始形成并长大。
3.4烧结
烧结过程将导致之前粘结剂占据的大部分孔隙消失。MIM零件在烧结过程中的收缩很大，通常，直线性收缩高达15% ～20%(见图4、图5)。需要的话，可用常规的金属加工工艺，比如用于铸、锻零件的热处理或表面处理对MIM零件进行进一步加工。
对于某些应用，诸如汽车、医疗与航天航空领域的应用，可用热等静压(HIP)除去所有的残留孔隙。鉴于MIM零件一般都较小，对于关键零件采用HIP的生产成本是可行的。
（a）成形坯;（b）除去粘结剂后;（c）烧结后
图4 MIM零件不同阶段的形貌
(德国BASF许可)
（a）生坯;（b）烧结件
图5 MIM工艺制备的316L不锈钢传感器外壳盖
4 MIM用粉末
MIM工艺可生产各种各样的产品，包括:镍、铁、钛、铜及高温合金等。在MIM工艺中，粒度分布是最重要的粉末特性，因为其决定最终产品的烧结性能与表面特性。一般而言，粉末越细越好。
4.1拨基铁粉与拨基镍粉
MIM工艺开发出来时，细小的拨基铁粉与镍粉都已在大量生产。拨基粉末的颗粒呈球形，流动性好，而且颗粒粒度小于10 μm(见图6)，比用于单轴向粉末压制的一般雾化与还原铁粉的粒度小1个数量级。为了改进粉末的流动性，MIM开发了涂覆有二氧化硅的专用牌号粉末。
拨基铁粉的烧结性能非常好，由于粒度细小，使最终零件可达到高烧结密度，具有优异的强度与表面结构特性;同时，均一的球形颗粒形状使最终零件具有高尺寸精度。
（a）碳基铁粉的微观形貌;（b）碳基铁粉颗粒的横断面
图6拨基铁粉的微观形貌与其横断面照片
(德国BASF许可)
许多MIM合金都是以拨基铁粉与镍粉为基体，将拨基粉末和合金元素或母合金粉末相混合，以得到所需要的合金组成。
4.2水雾化与气雾化粉末
对于高合金钢、镍基与钻基合金，主要使用的是合金粉末。合金粉末通常都采用气雾化制备，具有球形颗粒形状(见图7)。在一些场合，也添加具有不规则形状的水雾化粉末。
图7英国SandvikOsprey生产的气雾化17-4PH金属粉末
(纯度90%质量分数，粒度16 pm)
随着对细小金属粉末需求的增长，雾化技术进一步被改进，目前已经能生产平均粒度小于10 μm的高合金钢粉。欧洲、北美及亚洲的许多老牌生产公司都在供应MIM用的雾化粉末。
5粘结剂与粘结剂除去工艺
MIM零件成形的实质，是除去粘结剂的问题。在MIM工艺发展的初期，最大的难题是确定合适的粘结剂组成。MIM技术的发展，在很大程度上是粘结剂组成与相应的脱粘工艺的发展。在整个生产工艺中，粘结剂是最重要的部分，其必须满足下列要求:
(1)必须能混入大量的细小金属或陶瓷粉末，一般为60%(体积分数);
(2)形成的粘结性物料可以塑性化并在高温下可注射成形;
(3)能在相当短的时问内，在对环境友好的状态下，除去粘结剂的主要组分;
(4)在脱粘后，借助于“骨架粘结剂”，仍能提供足够高的强度。
(5)颗粒形状对称，能够容易地注入注射成形机;
(6)各批次问的性能均匀一致;
(7)浇口与生坯废料应容易回收利用;
(8)生产成本可行。
5.1热脱粘
在最初的MIM生产工艺中，开发的粘结剂都是聚合物的混合物，诸如聚乙烯、聚丙烯、合成或天然石蜡与硬脂酸。目前这些粘结剂系统中仍有许多在成功地继续使用。
以这类粘结剂为基体的注射料容易成形，但在形成连通孔隙网络(以便使残余的粘结剂容易蒸发，而不会损坏零件)之前，需要缓慢加热24 h或更长时问。
5.2催化脱粘
以聚甲醛(POM)为基体的粘结剂系统的发明，使MIM生产工艺向着大量生产的发展方向取得了重大进展。这种粘结剂系统具有良好的成形性与优异的形状保持能力。
这类粘结剂的除去是在低于粘结剂的软化温度(120 ℃)下，于高浓度的硝酸或草酸中完成的。酸在聚合物粘结剂的分解中起催化剂作用。反应产物可在高于600 ℃的温度下于天然气火焰中燃烧掉。用这种脱粘工艺，约3h就能生产出具有连通孔隙的零件。当前大部分MIM零件都是用这种有专利权的脱粘工艺生产的。
5.3溶剂脱粘
其他粘结剂除去技术中最成功的是溶剂脱粘。若粘结剂组成中有可在低温液体中溶解的组分，当浸入溶剂中时，可在零件中形成连通孔隙网络。含水的溶剂比有机物溶剂容易处理，因此最好采用水溶粘结剂，有时也用丙酮或庚烷作溶剂。但是，溶剂会污染零件，在脱粘后要进行蒸馏与回收。
虽然溶剂脱粘的时问可能比催化脱粘时问长，但投资与操作费用都较低。因此，总的加工生产费用还是有竞争性的。
6 MIM用的注射料
MIM零件生产厂家用的注射料可从专业供应厂家购买，也可以白己开发和生产，最重要的是注射料各批次之问的一致性，否则在成形中就可能产生缺陷以及烧结时会发生变形。图8是准备成形的注射料实物照片。制备MIM注射料的设备包括搅拌混合机、双螺杆挤压机和剪切辊挤压机。
图8准备成形的MIM注射料
(德国eMBe Products许可)
图9 MIM注射料生产用的标准Z型混料机
(英国Winlzworth Mixers许可)
6.1搅拌混合机
搅拌混合机在搅拌的同时，还会对材料进行加热与剪切。经常使用的设备是Sigma或Z型叶片加热搅拌混合机，这种带出料螺旋杆的搅拌机，可对注射料进行挤压，并将注射料切成大体上对称的颗粒。图9是MIM注射料生产用的标准Z型混料机。
搅拌是一种问歇式作业，搅拌机有各种批量大小，批量最小的一种，1次只混合1 kg料。因此，可将搅拌机缩小到实验室需要的大小，这在MIM技术研发方面是一种优势。可是，对于数量较大的注射料批量生产，搅拌混合机存在有儿乎没有受到剪切作用的死角。
6.2双螺杆和剪切辊挤压机
双螺杆挤压机是一种效率高、产量大的混合设备，螺杆具有各种不同的几何形状，其操作方法和注射成形机的塑化装置相似，用2个螺杆进行充分剪切，并向前输送到加热桶内，在单次生产中，可生产大量混合料。
剪切辊挤压是一种较新的混合技术，其采用2个平行加热的带螺旋线槽的剪切辊旋转，同时将粉末一粘结剂混合料装入1个辊上，调节辊问的缝隙，通常为5～7 mm宽，可将全部料压入沟槽中。图10是德国Bellaform Gmbh公司在PIM注射料的大量生产中使用的剪切辊挤压机。驱动辊比装有注射料的辊转动得稍快一些，以提高剪切强度。最后，将注射料输送到出口，使其在出口处受到旋转轮挤压并制成颗粒状。
图10在PIM注射料的大量生产中使用的剪切辊挤压机
(德国BellaformGmbh许可)
7零件注射成形
7.1金属注射成形机
为适用MIM工艺，对标准的塑料注射成形机都要进行一些较小的改进，包括注射缸、螺杆的几何形状等。和标准的热塑性塑料注射成形相比，MIM的压缩比较小，一般采用(1.4～1.6):1.0;同时，螺杆材料的耐磨性要高，压缩区要加长。这些改进减少了剪切加热，从而减小了磨耗。
7.2模拟辅助模具与零件设计
注射成形工艺的计算机模拟可研究3D模型充填的每个细节，可在屏幕上分析零件厚、薄部分充填的不断变化，研究模具中浇口的位置、热梯度以及诸如喷注与粘结剂偏聚的现象，还可以使模具充填动态最佳化，并可确定生压坯相对模具尺寸的收缩与扭曲。
对模具型腔的精心分析并使之最佳化，可缩短设计时问与降低成本，同时，可大大地改进生产率与零件质量。
8 MIM工艺中的烧结
和传统模压粉末冶金零件的烧结工艺相同，MIM的烧结过程可以于连续式炉或问歇式炉中进行，可作为独立过程，也可加入到整条生产线中。MIM烧结是在保护气氛或真空中，于远低于金属熔点的温度下进行的。
烧结方式与烧结条件决定于所烧结材料的组成与数量。与模压粉末冶金压坯不同，MIM零件在烧结时的收缩量大，因此需要较高的烧结温度和/或较长的烧结周期。
MIM零件生坯(在脱粘与烧结之前)约含有40%～50%(体积分数)或6%～8%(质量分数)的有机物粘结剂。在脱粘工序(催化、加热、溶剂或临界脱粘)中至少要除去2/3粘结剂，因此，进入烧结炉的MIM压坯(见图4)都具有开口孔隙网络。在这个阶段，压坯仍含有所谓的“骨架”粘结剂，可将粉末颗粒固结在一起，保持零件的形状和稳定性。
连续脱粘与烧结生产作业能经济地大量生产铁基MIM零件。一条完整的生产线是给注射成形机机组装配上白动处理设备，然后，将注射成形的MIM零件生坯输送给连续的脱粘与烧结炉。
MIM问歇式炉可兼备脱粘与烧结功能或仅只用于烧结。在问歇式炉中烧结时，要将MIM零件放在陶瓷板上或装在耐热材料盒中。在MIM工艺的高温烧结中，钼是一种理想的适用材料，其熔点高、蒸气压低、热膨胀小、热容量与热导率低、高温强度高，并可进行弯曲与焊接。当用作MIM零件的固定器时，必须用陶瓷支架将零件与钼隔离开，陶瓷支承可以是平面的陶瓷支承板或者有陶瓷层的涂覆钼板。另外，必须小心防止钼元件渗碳，否则可能会导致其脆化与变形。氧的压力过高可能导致形成钼氧化物，其在真空中会蒸发和凝结在炉子里面。当在较高温度下还原成金属钼时，会形成一层导电涂层，其可能会导致加热元件短路或飞弧，接着会使炉了发生严重故障。钼固定器的主要好处是，不仅质量与热容量小，而且可改进热防护层，因此节能环保。由于导热性高，使零件温度较均匀，同时零件内的应力较小。
9 MIM的应用
9.1 MIM在医疗与牙齿正畸中的应用
9.1.1正畸支架零件
正畸支架(图11)是MIM最早的主要应用领域之一，且其目前仍然是MIM产业的主要产品。这些非常小的精密零件，通常采用316L不锈钢生产。
图11美国FlometLLC制造的牙正畸定位装置零件
9.1.2外科手术器械
最近15年，MIM由于能生产大量的具有最终形的精密零件而成为医疗器械产业的主要制造技术。
图12是用于外科手术固定装置的关节铰接齿轮。这是用MIM工艺由17-4PH不锈钢生产的具有最终形的零件。零件的密度大于7.65 g/cm3，极限抗拉强度900 MPa，屈服强度730 MPa，硬度25 HRC。该零件获得了2008 MPIF的大奖。
图12美国ParmatechInc制备的用于外科手术固定装置的
17-4PH不锈钢铰接齿轮
(美国MPIF许可)
9.1.3可植入MIM零件
用于诸如药剂输送装置与关节置换的可植入MIM零件的研发已取得重要进展。图13是由Ti-6Al-4 V制造的植入式输液泵的MIM基板。该基板是泵组成中最昂贵的零件，兼有儿种功能元件。该基板直径78 mm，壁厚仅1 mm，具有非常大的展弦比，采用一般冷浇口模具儿乎无法成形，但用热浇口模具却可以完全充满模具。该零件质量约50 g, 2个小孔都是直接成形的，一个是上部锥度为0.8 mm,下部锥度为0.4 mm的圆锥孔，另一个是直径为0.5 mm的圆柱孔。
图13 MIM制备Ti-6Al-4V基板
(德国TiJet Medizintech nik GmbH许可)
9.1.4膝盖植入物零件
图14是加拿大Maetta Sciences Inc.公司用MIM工艺由Ti-6Al-4V制造的膝盖植入物样品。对于承受压力的外科手术植入物，通常在热等静压后，要进行喷丸、抛光、电抛光及阳极氧化处理。
图14由Ti-6Al-4V制造的MIM膝盖植入物
(加拿大Maetta Sciences Inc.许可)
9.2 MIM零件在汽车产业中的应用
汽车产业已成为MIM零件的主要应用领域，如在发动机、齿轮箱、涡轮增压器、锁止机构、转向系统与电了系统中使用的形状很复杂的零件等，不胜枚举。
9.2.1 BMW发动机的摇臂
图15是随滚了转动式摇臂。这是一种由低合金钢制造的发动机的可变气门正时行程的摇臂。其特点是:中空构造、质量轻，这是用其他方法难以成形的。可变气门性能的提高可增强发动机的性能和减小燃料消耗。用可硬化S ONiCrMo2.2钢粉合金，一年可生产约450万个零件。
图15德国SchunkSintermrtalltechnik GmbH生产的MIM摇臂
9.2.2换挡杆
换挡杆是用量非常大的MIM零件，用于乘用车手动变速器。该零件的生产过程是:注射成形、烧结、硬化处理及轴组装，见图16。换挡杆所用材料是Fe-2Ni，零件在烧结后，要进行渗碳淬火。
图16制备换挡杆的不同阶段
(德国GKN Sinter Metal许可)
9.2.3涡轮增压器叶片
在汽车柴油机涡轮增压器中用的这种MIM可变截面喷嘴叶片的产量很大。该零件能达到严格的尺寸公差要求，用切削加工可使叶片叶型达到士0.015 mm的精度，如图17所示。该零件是用专用模具生产的，这种模具打开时具有极好的滑动功能，在脱出时可减小变形。采用MIM生产可使生产成本降低20% 。
图17 Fine Sinter公司制造的汽车用MIM柴油机涡轮增压器叶片
当前，最先进的MIM高温合金零件生产的市场份额一直在增加。比如Inconel 713材料都有现成的MIM注射料可用。MIM生产工艺，由于用的是细小分散的粉末，交付的零件都具有很均匀的显微组织，这大大改进了精密铸造产品的性能。
9.3 MIM零件在IT、电子仪器和通讯中的应用
电了仪器产业是MIM零件的主要应用领域，在亚洲约占MIM零件销售额的50%。其中，几何形状复杂的插头座是当前大量供应的MIM产品。电子器件的微型化需要生产成本较低的，性能较好的，更小的零件，这正是MIM零件的优势所在。
9.3.1光导纤维零件
图18是由17-4PH不锈钢制造的薄壁(壁厚小于1 mm)、形状复杂的光导纤维收发报机外罩，是用于网络和电讯设备中的超高速收发报机的并联光学模件。这些薄壁的MIM外罩由4个薄支柱支承2条并联的带。
图18光导纤维收复发报机外罩
(新加坡AMT许可)
9.3.2冷盘和散热器
图19是新加坡Acelent Technologies制造的MIM铜冷却盘。该零件的设计利用了MIM工艺成形复杂形状的优势，成形诸如复杂的椭圆柱形的几何形状，这种形状可提供最佳的散热性能。该冷却盘中，小柱的实际数量是279个，组装在1个小的空问内，使总表面面积达到最大化，从而使散热效率达到最佳。
图19新加坡Acelent Technolo办es制造的MIM铜冷却盘
9.3.3手机零件
手机的滑块与铰链筒是2个MIM零件，由之组成的双联铰链机构蛤壳式手机盖在1次动作中，可上下滑动与弹开。这2个零件都是由高强度17-4PH不锈钢生产的，采用MIM工艺使之可以制作很复杂的薄壁悬臂结构与3D设计，而且没有安装侧面的台面，见图20。
图20组成Motorola手机的双联铰链机构的MIM滑块与铰链筒零件
(新加坡AMT许可)
9.4 MIM零件在航天产业中的应用
20世纪70年代后期，MIM获得早期成功之后，在航空航天领域逐渐获得应用。例如:座椅皮带零件、闭锁装置与配件、喷油嘴与叶片调节杆等。
近年来，航空航天领域对在关键的航空发动机中应用的由MIM工艺制造的高温合金零件(见图21)重新产生了兴趣。航天产业应用的主要MIM材料有:不锈钢(316L, 410, 420,17-4PH,13-8PH)高温合金(Hastelloy X, Inconel 625, Inconel 713, Inc-onel 718, Nimonic 90及Udimet700)和各种材料，也使用钛合金TiAI与Ti-6Al-4 V 。
图21外径约200 mm的MIM涡轮零件
9.4.1座椅皮带零件
航天领域用的高强度MIM座椅皮带零件(见图22)重90 g，由Fe-7Ni-0.6C合金钢制备，热处理后的抗拉强度大于200 MPao
通常，这样大小(直径80 mm)与质量的零件超出了传统MIM零件大小的范围，但由于零件的形状复杂，只有MIM工艺是其生产成本最经济的制造方法。
图22西班牙MimEcrisa SA制造的MIM低合金钢座椅安全带零件
9.4.2出油阀压紧座
出油阀压紧座(见图23)是A380空中客车中用的小MIM零件。这些零件以前都是用冲压金属件，切削加工的小柱、垫圈、螺帽等22个零件制备的，现在这些都已被2个MIM零件所替代。316L不锈钢MIM零件固定住防冰阀，用1个支柱顶部有凹口的MIM零件将塑料开关固定就位，从而节约了大量生产费用。不仅降低了零件的成本，同时还节省了组装时问、订购与备置各种零件的生产费用。
图23空中客车A380用出油阀压紧座零件
(英国MetalInjection Mouldings Ltd.许可)
9.4.3客机襟翼螺旋密封
在航天领域，客机襟翼螺旋密封(见图24)是MIM最早的研究成果。从1997年开始，这个直径50.8 mm的环形零件就用于波音707与727客机，以及德国的VFW 614运输机的襟翼机构。该零件是由纯镍制造的，其特点在于具有独特的内部不连续螺纹。
图24客机副翼螺旋密封
9.4.4火箭燃烧器装置
1997年开发出的火箭燃烧器装置(见图25)是用于Rocketdyne火箭推进系统的妮合金零件。其巨大的长150 mm的推进室是单件成形的，而几何形状非常复杂的发射器是分为2件成形的，随后用电了束再焊接在一起。
图25火箭燃烧器
(Parmatech Inc.与MPIF许可)
9.5 MIM零件在消费品中的应用
9.5.1手表表壳和相关零件
低成本的MIM工艺使从日常用不锈钢手表到奢侈的金刚石包层表的创新设计成为可能。
Citizen Watch公司是日本在东京建立内部MIM实验室的第1家手表公司，1987年该公司生产了诸如不锈钢手表壳和用于白动手表的钨合金摆锤。在使用不锈钢MIM表壳最早的公司中，还有Swatch Irony手表公司。1994年10月，Swatch于瑞士的GrenchenETA Manufacture Horlogere Suiss的内部MIM生产线上制备出无镍316L不锈钢Irony手表表壳，见图26。
（a）gwatoh Irony手表;（b） Rodo手表
图26最早使用MIM不锈钢表壳的Swatch Irony手表
和使用CIM表壳的Rodo手表
9.5.2眼镜零件
眼镜架发展成主要MIM应用领域，是因为MIM工艺不但能实现其他工艺无法完成的设计方案，而且价格可行，并且可批量生产。
图27是为眼镜架开发的旋转MIM弹簧铰链。这是一种用其他工艺无法经济生产的，全新的革命性设计。铰链由2个呈27°角的旋转圆盘组成，其可用弹簧的作用旋转眼镜架边撑。该零件重2.6 g,由316L不锈钢制造，要进行抛光与镀镍。
图27为眼镜架开发的旋转弹簧铰链
(德国OBE许可)
9.5.3摄影机的三角架体
图28是意大利Mimest生产的三角架体。该零件是由意大利的一流摄影机三角架制造公司LinoManfrotto Co. SpA生产的，是由钛(高端型)与不锈钢(标准型)制造的。零件在烧结后，要除去支承并加工外螺纹。
图28意大利Mimest生产的三角架体
9.5.4 MIM吉他调谐器罩
德国Mavon Motor GmbH开发与生产了电吉他的白动调谐器，见图29。吉他调谐器采用不锈钢制备，体现了用MIM工艺单件生产的高度复杂性。用精密铸造生产复杂形状，1个模型只能用1次，因此“偿还”时问短。
图29德国MaxonMotor GmbH开发与生产的电吉他自动调谐器MIM外壳
9.6 MIM零件在与防务中的应用
9.6.1枪的
图30是为意大利制造厂家生产的MIM钛。由于钛材料的成本高，当前MIM钛零件仅限于高性能应用(高疲劳性能、良好生物相容性、密度低)或奢侈消费性产品。钛的价格降低后，预计MIM零件会有显著增长。
图30意大利Mimest Spa制造的MIM钛
9.6.2“安全与打开保险”转子
图31是美国国防部应用的“安全与打开保险”转子，是用MIM工艺生产的。这个316L不锈钢零件的成形密度为7.6 g/cm3、极限抗拉强度为517 MPa,屈服强度为172 MPa,伸长率50%、硬度67 HRB。该转子的特点在于有许多外球面与斜面，至少有12个功能性特征与表面，在几何形状上受控于同心度、外形及实际位置公差。
将零件组装在1个外壳中，为提供双级安全。MIM零件替代了锌压铸件，因为锌压铸件的力学性能极不一致，难以通过确认试验。
图31美国F1oMetLLC生产的安全与打开保险转子
(MPIF许可)
9.6.3手枪上弯夹紧安全零件
图32是美国Megamet Solid Metals公司生产的手枪上弯夹紧安全零件。该零件用于美国ColtManufacturing Company LLC.制造的1911式45口径手枪，该形状复杂的MIM制备的17-4PH不锈钢零件的密度为7.6 g/cm3 。
夹紧安全的上弯设计，其传统的生产方法是精密铸造，需要大量的后续切削加工。改用MIM工艺后，减少了用户从订货到交付的时问，节约了大量生产费用，提高了生产率，且生产的零件较一致。
该零件有以下几项功能:防止触发射击，防止在手枪使用过程中撞针碰撞或伤及射手的手，以及可以舒适地与射手的手掌相互配合。为鉴定零件质量，Colt公司对零件进行了1万次试验。
图32美国MegametSolid Metals公司生产的手枪上弯夹紧安全零件
(MPIF许可)
10结束语
20世纪70年代末，Raymond Wiech开发出MIM工艺，到20世纪90年代初，MIM已实现产业化。在MIM工艺发展初期，从原材料到最终产品的整个制造过程都掌握在几家零件制造公司手中，而且是保密的。而现代MIM产业的特点是多样性、透明性、柔性，全世界已有400家MIM零件生产厂家，从小作坊作业到连续化生产工厂都在为客户(诸如汽车产业)服务。
可提供现成注射料的供应厂商逐渐增多，生产零件所需要的专有技术(know-how)水平也在日益提高。另外，设备供应厂家可提供为MIM定制的注射成形机以及为MIM工艺定制的炉了。一些之前在粉末冶金方面没有经验的公司，诸如塑料注射成形与精密铸造公司，都已开始采用全部MIM工艺，并取得了成功。
专有技术(know-how)的多样化、专业化及有利性使零件制造厂家的数量快速增加，MIM产品的质量较高及市场对MIM零件的认可较好，从而使MIM零件的市场和产业的销量都在快速增长。
