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圖：MIM原料
之前，我們有一篇文章介紹了塑基、蠟基粘結劑組成上的差別，具體內容點擊查看→ 從組成上告訴你：MIM塑基、蠟基粘結劑有什么差別？今天，我們來介紹一下塑基、蠟基粘結劑在混煉、注塑、脫脂和燒結制程上的差異。
一、混煉階段
蠟基粘結劑 | 塑基粘結劑 |
1）混料溫度低于120℃，混煉時間較短； 2）密封式攪拌混合，氣密設計來減少石蠟加熱損失； 3）可用塑基混煉設備，但剪切力大要注意溫度控制。 | 1）混料溫度大于150℃，柔煉時間長； 2）采用開放式混煉捏合； 3）不可用蠟基攪拌混合機，剪切力不足； 4）特殊粉末混合要采用加氮氣保護； 5）高剪切力方可充分柔化塑基膠料。 |
蠟基粘結劑以石蠟為主，粘度小、易揮發；故易混煉，但也要注意溫度不宜太高（低于120℃），具備氣密性設計減少揮發損失。
塑基粘結劑以POM為主，粘度大、揮發小；需采用剪切力大的混煉機，且溫度設定的高一些（大于150℃），以降低粘結劑粘度；由于溫度較高，且常為開放式，為了防止一些特殊金屬粉末被氧化，特殊情況需采用氮氣保護。
二、注塑階段
蠟基粘結劑 | 塑基粘結劑 |
1）潤滑性好，射速慢也可達成，油壓機也可以注射； 2）模溫和注射料管溫度低； 3）射速快易導致粉膠分離出現殼層效應明顯，這是由于蠟的粘性較低，所以高拋光亮度的零件不易挽救其砂孔缺陷。 | 1）高速電動機方能打好塑基喂料； 2）注塑機的射速、射壓高，保壓時間長； 3）螺桿壓縮比非常重要，螺桿長度要短； 4）模溫要高(>120℃),以減少注射坯殘留應力； 5）料管的溫度控制要更嚴格，不注射作業要立刻降溫，避免POM裂解！ |
和混煉類似，塑基粘結劑的高粘度給注塑也帶來了難度。蠟基粘結劑由于粘度低、潤滑性好，低壓力、低射速、低模溫注塑機即可滿足要求，反而射速快易導致粉膠分離，從而導致最終產品的砂孔缺陷。
塑基粘結劑則需要高速電動注塑機，螺桿要短，射速、射壓、模溫高，保壓時間長；另外，料管的溫度控制要更嚴格，不注射作業要立刻降溫，避免POM裂解！
三、脫脂階段
蠟基(溶脫/熱脫) | 塑基(酸催化脫) |
1）溶脫使產品易形變； 2）一脫效率低，溶脫設備安全性差，溶劑防火、回收都造成環保和安全問題； 3）溶脫適合巨大零件, 結構要具有支撐平面。 | 1）快速催化，適合肉厚5mm以下，效率高； 2）設備簡單，安全性高； 3）附產物都是氣體(CO2，N2)，易管理。 |
基粘結劑主要溶劑或熱氣氛脫脂，溶劑會劣化骨架支撐劑，在溶脫后干燥往往使坯體翹曲變形，相應的溶劑還需要防火，溶劑的回收和脫脂爐的安全性能需要重點關注。
塑基粘結劑主要通過酸的催化作用脫脂，這種方法快速，附產物都是CO2、N2類安全氣體，設備簡單，易管理。
四、燒結階段
蠟基(溶脫/熱脫) | 塑基(酸催化脫) |
1）臘基粘結劑燒結前段時間長； 2）產品變形大； 3）人工成本低。 | 1）臘基粘結劑燒結前段時間短； 2）產品變形小； 3）人工成本較高。 |
臘基粘結劑燒結前段(<600℃)時間較長，產生鼻涕狀、黃色蠟渣；由于脫脂時骨架劑受到劣化，產品變形大；熱脫型蠟基粘結劑價格雖高，由于可以使用脫脂燒結一體爐，人工成本低，在日本地區受到歡迎。
塑基粘結劑燒結前段(<600℃)時間較短，產生瀝青狀、墨綠黃蠟渣，且不易清理。另外，塑基粘結劑相對變形小。
總結 以上四個制程的差別，可以看出，蠟基粘結劑混煉和注塑過程要求簡單，但燒結件變形較大；塑基粘結劑混煉和注塑過程要求較高，正是由于其粘度相對較大等原因，燒結件變形小。當然，不同企業具體細節參數不同，也會有一定的出入。
五、粘結劑全球市場趨勢如何？
圖：全球MIM粘結劑使用情況
全球范圍內，有六個地區值得關注。下面通過表格說明：
催化脫脂/塑基 | 溶劑脫脂/蠟基 | 熱脫脂/蠟基 | |
大陸 | 80% | 20% | |
臺灣 | 30% | 70% | |
日本 | 約100% | ||
歐洲 | 最普及 | ||
北美 | 大部分 | ||
印度 | 20% | 80% |
由上圖看出，酸脫酯在歐洲應用最多，其次是國內；北美地區主要使用溶劑脫脂/蠟基粘結劑，日本主要使用熱脫脂/蠟基粘結劑，但這兩個地區也在13年起慢慢接受塑基粘結劑。塑基粘結劑由于產品變形小，相對不易產生砂孔等缺陷，開始慢慢得到全球市場的肯定！
本文節選《MIM工程開發：喂料的粘結劑系統的優缺點》，作者：趙育德；艾邦高分子整理。下一篇MIM文章為《從業MIM多年，您知道POM為什么能做粘結劑嗎？》，敬請期待！
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時間 | 議題 | 嘉賓 |
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9:10:9:40 | 中國金屬粉末注射成形產業行業現狀 | 邱耀弘技術總監鑫迪科技 |
9:40~10:05 | 工程陶瓷/精密陶瓷基本介紹 | 黃海云副總經理潮州三環（集團）股份有限公司 |
10:05~10:45 | 上午茶歇 | |
10:45~11:00 | MIM結構件電解質等離子拋光 | 王長明研發總監 勁勝集團 |
11:00~11:25 | 自制喂料對金屬粉末的選型建議 | 廣州有色金屬研究院 |
11:25~11:50 | MIM成型模具設計可視化分析 | 蔡銘宏大中華區總經理臺灣科盛 |
12:05~13:35 | 午餐 | |
13:40~14:05 | 《催化脫脂常見缺陷及其解決方法》 | 駱接文總經理深圳市星特爍科技有限公司 |
14:05~14:30 | MIM制品后段尺寸和外觀自動化檢測方案及應用 | 三姆森科技 |
14:30~15:00 | DDG的金屬加工及玻璃高速減薄的智能制造 | 宇環數控機床股份有限公司 |
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