盤星新金屬 | 鈦合金粉末在MIM行業(yè)的新應(yīng)用

盤星新金屬生產(chǎn)的TC4、TA1和其他鈦合金粉末，已穩(wěn)定供給于下游MIM鈦零件生產(chǎn)廠商，在智能穿戴、3C電子、醫(yī)療器械等方面均有產(chǎn)品應(yīng)用。未來，盤星將推出更多元化、低成本的鈦合金粉末種類，以卓越穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，向客戶提供高效一體化的技術(shù)解決方案。

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MIM行業(yè)發(fā)展歷程

MIM技術(shù)是結(jié)合了粉末冶金壓制成型和塑料注射成形兩大技術(shù)優(yōu)點的先進成形技術(shù)，研發(fā)始于1973年，由美國Weich組建的Parmatech公司最早從事MIM技術(shù)的研究和產(chǎn)品開發(fā)工作，處于萌芽狀態(tài)。直到1979年其產(chǎn)品在國際粉末冶金大會產(chǎn)品大賽中斬獲兩項大獎而嶄露頭角，引起粉末冶金工業(yè)界的高度重視，而后迅猛發(fā)展。隨著各個國家對MIM行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展推進，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、消費品等諸多領(lǐng)域，其中亞洲市場主要應(yīng)用于電子產(chǎn)品行業(yè)，北美市場主要應(yīng)用于醫(yī)療器械、輕武器等領(lǐng)域，歐洲市場更加偏重于汽車與消費品行業(yè)。

我國早在“七五”、“八五”計劃時期就將MIM技術(shù)列入高新技術(shù)研究以打破國際先進國家的技術(shù)封鎖，后又在“863”、“973”計劃中加大研究力度。90年代后期逐步建成工業(yè)化產(chǎn)線，開始進行工業(yè)化生產(chǎn)。2006年，德國BASF喂料在國內(nèi)有效推廣，聚甲醛喂料體系和脫脂技術(shù)迅猛發(fā)展，給國內(nèi)MIM行業(yè)帶來極大的推動作用。2011年，美國蘋果公司愿意接受MIM技術(shù)并大量使用MIM燒結(jié)零配件，MIM技術(shù)達到大爆發(fā)時期。隨著國內(nèi)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，新型注射機、綠色環(huán)保草酸脫脂技術(shù)、新型蠟基喂料體系將帶動MIM產(chǎn)業(yè)以年增長率約20%的穩(wěn)步提升。

MIM鈦合金前景

鈦及鈦合金因其高比強度、高耐腐蝕性和優(yōu)異的生物相容性等特點而被航空航天、醫(yī)療器械廣泛應(yīng)用，但由于其使用傳統(tǒng)機械加工方法加工時，效率低、浪費大、性能差而受到一定限制。金屬注射成形技術(shù)（MIM）是一種新型近凈成形技術(shù)，因其以較低成本大批量生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高維度、高精度零部件，而被認為是一種理想的制備鈦及鈦合金的加工工藝。目前主流的MIM鈦工藝為先將鈦合金金屬粉末與黏結(jié)劑通過混煉制得均一穩(wěn)定的喂料，然后通過注射成形獲得符合要求的生坯；隨后根據(jù)不同的黏結(jié)劑體系將生坯中的黏結(jié)劑去除，最后經(jīng)過燒結(jié)及后處理得到所需制件。

△圖1 MIM工藝流程

根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計2020年我國金屬粉末注射成型(MIM)行業(yè)市場分析，預(yù)計2025年MIM行業(yè)市場份額將達到121.9億元，其中，MIM鈦及鈦合金粉末將會出現(xiàn)井噴式發(fā)展，將會集中分布在消費電子領(lǐng)域，手機及其零部件占比將持續(xù)增加。

△圖2 2011-2025我國MIM行業(yè)市場規(guī)模及2020年MIM品種分類占比

△圖3  MIM-鈦合金應(yīng)用

MIM鈦合金技術(shù)難點

目前，MIM鈦及鈦合金的研究取得一定的進展，但大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍存在一定難度，主要有以下幾點：
1.低氧球形鈦及鈦合金粉末價格昂貴；國內(nèi)球形鈦及鈦合金粉末生產(chǎn)廠家近幾年雖發(fā)展迅速，但距離全球領(lǐng)先技術(shù)仍有一定差距。
2.粘結(jié)劑的選擇和脫脂去除工藝；粘結(jié)劑的選擇決定了粉末填充量的大小，對燒結(jié)后產(chǎn)品致密度、收縮率、表面粗糙度有直接影響，而高效的脫脂去除工藝有助于降低雜質(zhì)元素，如C、O的影響，提高產(chǎn)品性能。
3.燒結(jié)工藝優(yōu)化及設(shè)備要求；由于鈦合金高活性的特點，燒結(jié)時對溫度和氧含量的控制至關(guān)重要，對燒結(jié)爐提出更高的要求。

盤星蓄力MIM鈦合金粉末研發(fā)和生產(chǎn)

盤星新金屬致力于新型金屬材料、球形金屬粉末的研發(fā)生產(chǎn)，是一家以研發(fā)為導(dǎo)向，精密制造為核心的國家高新技術(shù)企業(yè)。

在粉末業(yè)務(wù)方面，盤星新金屬現(xiàn)有10條真空氣霧化生產(chǎn)線，年產(chǎn)鈦合金、高溫合金等高品質(zhì)粉末逾1000噸，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于增材制造、MIM、表面處理等領(lǐng)域。2020年，盤星新金屬開始重點開發(fā)MIM鈦合金，并與中南大學(xué)等粉末冶金知名高校成立聯(lián)合研發(fā)中心，持續(xù)突破MIM鈦合金粉末技術(shù)瓶頸。

至今，盤星共開發(fā)了4條世界先進的無坩堝電極感應(yīng)熔煉氣霧化（EIGA）產(chǎn)線，年產(chǎn)鈦合金粉末約200噸，可重復(fù)穩(wěn)定生產(chǎn)高堆積度、低氧含量、高流動性的MIM用鈦合金球性粉末，并通過MIM全流程工藝驗證，為MIM燒結(jié)件提供質(zhì)量保證，已滿足多家精密加工供應(yīng)商對鈦合金粉末的需求。盤星新金屬以0-20μm和0-45μm兩種規(guī)格TC4和TA1氣霧化球形粉為主(見圖4)，可定制生產(chǎn)特殊成分和粒徑要求的MIM鈦合金粉末，相關(guān)性能參數(shù)如下表1所示。

△圖4 盤星新金屬生產(chǎn)MIM鈦合金粉末


△表1 盤星新金屬生產(chǎn)MIM鈦合金粉末性能參數(shù)

目前，盤星新金屬生產(chǎn)的TC4、TA1和其他鈦合金粉末，已穩(wěn)定供給于下游MIM鈦零件生產(chǎn)廠商，在智能穿戴、3C電子、醫(yī)療器械等方面均有產(chǎn)品應(yīng)用。未來，盤星將推出更多元化、低成本的鈦合金粉末種類，以卓越穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，向客戶提供高效一體化的技術(shù)解決方案，努力成為MIM鈦及鈦合金粉末行業(yè)的“定盤星”。

參考文獻：
[1]粉體網(wǎng)“龍頭企業(yè)指路：粉末冶金行業(yè)如何行穩(wěn)致遠？”
[2]華經(jīng)情報網(wǎng)“2020年中國金屬粉末注射成型(MIM)行業(yè)市場現(xiàn)狀”
[3] He Shiwen(何世文), Ouyang Hongwu(歐陽鴻武), Liu Yong(劉 詠), et al.制備鈦合金件的粉末冶金新技術(shù)[J].Powder Metallurgy Industry( 粉末冶金工業(yè)), 2004(2):35-38.
[4] 郭鯉, 詹浩, 游玉萍, 等. 鈦及鈦合金粉末注射成形的研究進展[J]. 機械工程材料, 2019, 42(6): 15-21, 86.
[5] EBEL T. Advances in the metal injection molding of titanium at Euro PM2014[J].PIM International,2015,9(1):51-61.
[6]VIRDHIANS, OSADA T, KANG H, et al. Evaluation and analysis of distortion of complex shaped Ti-6Al-4V compacts by metal injection molding process[J].Key Engineering Materials,2012,520:187-194.