金属粉末注塑成型（MIM）特别适合于大批量生产小型、外形复杂且用量较大的金属制品，相比传统加工手段（压、煅、轧）成本更低，目前已经是手机外壳等部件生产的主要工艺。但在生产大型复杂部件时，MIM工艺固有的一些缺陷仍亟待突破。

近日，美国威斯康星州的粉末冶金公司SSI（Sintered Specialties,LLC）公司宣称已在MIM工艺生产中取得突破，公司目前可以生产重量超过100克（不锈钢，下同）的较大型部件，而当前主流MIM量产部件普遍低于25克，这意味着SSI拥有比市面上MIM部件体积大4倍以上的生产能力！

MIM工艺生产的大型复杂不锈钢部件（图片来源：SSI）

为什么MIM难以用来生产大型复杂零部件？因为MIM工艺存在一些固有缺陷或者说隐患，这些问题的出现概率与零部件尺寸成正比。它们包括：

欠注——指由所用注塑机的压力不足或者所用注射材料的流动性差等因素引起的物料未能注满整个模具型腔而使注射制品出现不完整的情况；

伤痕——注射过程中于型腔中分成若干股料流后又汇合在一起，汇合处有可能出现线状痕迹；

气穴——模腔内的空气来不及排出，被物料包同或者被压缩到模具内壁处形成气穴，引起制品表面欠注，影响制品的外观质量甚至力学强度；

形变——残余应力导致的部件弯曲或扭曲，影响制品的外观尺寸精度，甚至引起制品报废。

关于形变，SSI认为这是由于各向同性收缩的不确定性所导致，它随着零部件尺寸增加而显著增加，最终使零部件产生较大变形，尺寸不稳定。SSI披露的解决方案就是使用更高浓度的金属粉末母粒！

材料技术公司Tundra科技作为SSI的供应商，提供一款Dynamik系列高浓度母粒，与传统收缩比16-20%相比，可以使之降至6-8%；在保证良好流动性的基础上，金属粉体的填充量高达88%。除了解决尺寸稳定和各向同性收缩问题，它还有利于在较低温度下熔合的特点。那么Tundra又是如何制备出满足MIM需要的高浓度母粒呢？

Tundra的粉体表面改性流程示意图

Tundra的核心技术是一种涂层工艺，不仅是金属粉体，还有陶瓷粉体，都可以通过界面改性工艺增强性能。Tundra将提升方向总结为以下四点：提升颗粒的自有序性，从而提高母粒的填充效率；提升颗粒流变性能以减少设备磨损；还有就是保持母粒中聚合物的弹性，并且隔绝颗粒与聚合物基体之间可能发生的化学反应。

粉体圈 YUXI（原创）