mim烧结开裂的预防

在金属粉末注射成形（MIM）工艺流程中，烧结是决定最终零件强度、密度与结构完整性的关键环节。但在实际生产中，“烧结开裂”依然是困扰企业批量稳定交付的重要质量风险之一。一旦出现，轻则导致良率下降，重则整批报废，带来直接损失与客户交付延误。

米莫金属（MIMO Metal）结合多年的量产经验，在烧结开裂预防方面总结出一整套可复制、可量化、可追溯的工艺与管理机制。本文将从裂纹成因、工艺控制、结构设计、过程防控等角度，分享我们对这一问题的系统理解与应对策略。

一、烧结开裂的常见类型与成因分析

MIM零件在烧结过程中常见的开裂类型主要有以下几种：

这些裂纹往往在脱脂或烧结后期暴露，有些甚至在成品检测中才被发现，因此预防必须前移，从材料、设计、工艺和检测全流程介入。

二、米莫的多维预防措施与工艺实践

1. 烧结工艺窗口稳定与曲线优化

严格控制升温速率（特别是过渡区与保温段），避免温差突变

根据不同材料建立专属烧结曲线数据库（如17-4PH、316L、MIM4605），避免参数混用

对薄壁、内腔复杂结构，执行减速升温或分段升温策略，降低应力积累

2. 脱脂工艺前置预防

开裂往往“表现在烧结，根源在脱脂”，确保脱脂充分、残留可控是关键

米莫采用热脱脂 + 溶剂脱脂联合工艺，对复杂结构件进行脱脂残碳分析（TGA）确认

加强脱脂炉排布设计，避免因位置堆叠导致温场不均或局部气压积聚

3. 零件结构设计控制

对烧结风险高的零件，在设计阶段就进行结构优化

避免壁厚突变、锐角、槽边倒角不足

保证结构过渡平滑，降低应力集中

使用烧结仿真软件（如Simufact）进行变形与裂纹预测，提前介入设计调整

4. 烧结夹具与堆放方式标准化

米莫所有烧结夹具按产品类型分类管理，避免不合适支撑导致重力形变或边缘开裂

烧结过程中控制同批产品放置方向、层数与间距，确保热流一致、避免局部高应力

5. 在线检测与预警机制

对高风险零件建立关键断面监测点，通过尺寸波动预警潜在内部裂纹

制定批次追溯机制：一旦发现裂纹，可快速回溯对应脱脂参数、烧结温度曲线与操作记录

工程与质量部门联合设定“裂纹预警阈值”，一旦连续发生即启动工艺回溯与停线评审机制

三、预防为主、数据驱动、经验沉淀

MIM烧结裂纹的预防，不仅依赖于设备与材料本身，更依赖于团队对“微观结构变化–应力传导路径–宏观变形表现”的系统理解。在米莫内部，我们把烧结稳定性提升纳入每一款新产品的首件评估与工艺开发流程，做到“设计即制造、制造即稳定”。

关键理念：提前识别风险点、科学设定参数窗口、规范操作过程、持续收集数据反馈。

结语：小裂纹，大隐患，需系统管理应对

烧结裂纹表面是一个微观结构失控的结果，实则是对整个MIM流程系统性的挑战。米莫金属始终坚持“问题前置、数据驱动”的质量理念，在确保产能与效率的同时，始终将稳定性放在第一位。

未来我们也将持续深化烧结工艺模拟、智能监控与故障学习系统的应用，推动MIM制造工艺的标准化与透明化。