盤星新金屬生產的TC4、TA1和其他鈦合金粉末,已穩定供給于下游MIM鈦零件生產廠商,在智能穿戴、3C電子、醫療器械等方面均有產品應用。未來,盤星將推出更多元化、低成本的鈦合金粉末種類,以*穩定的產品質量,向客戶提供高效一體化的技術解決方案。
MIM行業發展歷程
MIM技術是結合了粉末冶金壓制成型和塑料注射成形兩大技術優點的先進成形技術,研發始于1973年,由美國Weich組建的Parmatech公司*早從事MIM技術的研究和產品開發工作,處于萌芽狀態。直到1979年其產品在國際粉末冶金大會產品大賽中斬獲兩項大獎而嶄露頭角,引起粉末冶金工業界的高度重視,而后迅猛發展。隨著各個國家對MIM行業產業化的發展推進,現已廣泛應用于汽車、電子產品、醫療器械、消費品等諸多領域,其中亞洲市場主要應用于電子產品行業,北美市場主要應用于醫療器械、輕武器等領域,歐洲市場更加偏重于汽車與消費品行業。
我國早在“七五”、“八五”計劃時期就將MIM技術列入高新技術研究以打破國際先進國家的技術封鎖,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化產線,開始進行工業化生產。2006年,德國BASF喂料在國內有效推廣,聚甲醛喂料體系和脫脂技術迅猛發展,給國內MIM行業帶來極大的推動作用。2011年,美國蘋果公司愿意接受MIM技術并大量使用MIM燒結零配件,MIM技術達到大爆發時期。隨著國內工業技術的發展,新型注射機、綠色環保草酸脫脂技術、新型蠟基喂料體系將帶動MIM產業以年增長率約20%的穩步提升。
MIM鈦合金前景
鈦及鈦合金因其高比強度、高耐腐蝕性和優異的生物相容性等特點而被航空航天、醫療器械廣泛應用,但由于其使用傳統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(MIM)是一種新型近凈成形技術,因其以較低成本大批量生產復雜結構、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劑通過混煉制得均一穩定的喂料,然后通過注射成形獲得符合要求的生坯;隨后根據不同的黏結劑體系將生坯中的黏結劑去除,*后經過燒結及后處理得到所需制件。
根據華經產業研究院統計2020年我國金屬粉末注射成型(MIM)行業市場分析,預計2025年MIM行業市場份額將達到121.9億元,其中,MIM鈦及鈦合金粉末將會出現井噴式發展,將會集中分布在消費電子領域,手機及其零部件占比將持續增加。
MIM鈦合金技術難點
目前,MIM鈦及鈦合金的研究取得一定的進展,但大規模產業化應用仍存在一定難度,主要有以下幾點:
1.低氧球形鈦及鈦合金粉末價格昂貴;國內球形鈦及鈦合金粉末生產廠家近幾年雖發展迅速,但距離全球*技術仍有一定差距。
2.粘結劑的選擇和脫脂去除工藝;粘結劑的選擇決定了粉末填充量的大小,對燒結后產品致密度、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元素,如C、O的影響,提高產品性能。
3.燒結工藝優化及設備要求;由于鈦合金高活性的特點,燒結時對溫度和氧含量的控制至關重要,對燒結爐提出更高的要求。
盤星蓄力MIM鈦合金粉末研發和生產
盤星新金屬致力于新型金屬材料、球形金屬粉末的研發生產,是一家以研發為導向,精密制造為核心的國家高新技術企業。
在粉末業務方面,盤星新金屬現有10條真空氣霧化生產線,年產鈦合金、高溫合金等高品質粉末逾1000噸,產品廣泛應用于增材制造、MIM、表面處理等領域。2020年,盤星新金屬開始重點開發MIM鈦合金,并與中南大學等粉末冶金知名高校成立聯合研發中心,持續突破MIM鈦合金粉末技術瓶頸。
至今,盤星共開發了4條世界先進的無坩堝電極感應熔煉氣霧化(EIGA)產線,年產鈦合金粉末約200噸,可重復穩定生產高堆積度、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燒結件提供質量保證,已滿足多家精密加工供應商對鈦合金粉末的需求。盤星新金屬以0-20μm和0-45μm兩種規格TC4和TA1氣霧化球形粉為主(見圖4),可定制生產特殊成分和粒徑要求的MIM鈦合金粉末,相關性能參數如下表1所示。
目前,盤星新金屬生產的TC4、TA1和其他鈦合金粉末,已穩定供給于下游MIM鈦零件生產廠商,在智能穿戴、3C電子、醫療器械等方面均有產品應用。未來,盤星將推出更多元化、低成本的鈦合金粉末種類,以*穩定的產品質量,向客戶提供高效一體化的技術解決方案,努力成為MIM鈦及鈦合金粉末行業的“定盤星”。