相关报告：《中国金属注射成型行业市场深度分析及发展趋势预测报告》

金属注射成型定义

在粉末冶金领域里，金属注射成型（MIM）已发展迅速成为了最具潜力且最为前沿的新型近净成型技术，被誉为“全球最受瞩目的金属零部件成形技术”之列。

金属喂入成型法，它是一种对金属粉末与粘合剂相混合后进行注射成型的尖端技术。其流程大致如下：首先，将预定的金属粉末与粘结剂混合均匀，然后通过制粒作业制备成所需的颗粒形状，再将混合物注射成所期望的造型。紧接着，经过脱脂烧结工序，有效地处理掉粘结剂，进而铸就形态完整的金属成品。此外，我们还可进一步对成品进行整形、表面处理、热处理及机械加工等步骤，从而打造出更为精美的产品。

MIM 技术即粉末冶金与注塑成型的结合，它是一种典型的学科交叉型创新成果，将两种截然不同的制造工艺（粉末冶金和塑料注塑成型）巧妙地融合在一起，使得工程师不必再受限于传统方法，而是可以借由塑料注塑成型技术以低成本，创造出各种形状复杂的不锈钢、镍、铁、铜、钛以及其他金属零部件，从而实现了相较于许多其他制造工艺更大的设计灵活性。

金属注射成型工艺流程

MIM的工艺过程

MIM工艺流程主要划分为四个阶段，分别为造粒、注射、脱脂及烧结，在此基础上若有必要，还可进行机加工、拉丝以及电镀等二次加工工艺。

造粒

原料混合技术将精细金属粉末与石蜡粘合剂及热塑性塑料根据精密的比例调配融合。混合过程在一款特定的混合装置内完成，该装置需升温至适宜程度以使粘结剂融化。多数情况下，会采用机器进行混合，直至金属粉末颗粒均匀地附着粘结剂，待其冷却凝固之后形成颗粒状（亦称原料），这些颗粒便可用于注塑成形。

注射

将颗粒状的原材压缩后送往加热设备进行加工处理，并在高压状态下注入至模具内，进而通过挤压成型获取未经修饰的生坯（即绿色部件）。这一工艺与塑料注塑成型极为相似。模具可设计为具备多腔体结构，以提升生产效率，而模腔尺寸则需要根据金属部件烧结过程中所产生的收缩现象进行精确调整。

脱脂

烧结前的脱脂工序乃是指清除胚料内的粘结剂，以此过程最终获得棕坯（brown part）。此流程通常由数个步骤组成，而绝大部分的粘结剂则是在烧结之前就被清除，仅剩下的部分便能支持部件进入烧结炉。

脱脂操作可采用多种方式实现，其中最为常见的便是溶剂萃取法。经过脱脂处理的部件呈半渗透性，残留的粘结剂在烧结过程中极易挥发。

烧结

经过特殊工艺处理的棕坯须置于高温高压调控的熔炉之中。在特定气体的保护之下，棕坯将逐渐升温，以彻底去除残余的粘合剂。待粘结剂被彻底清除之后，棕坯将被加热至极高的温度，使得颗粒间的空隙因颗粒的充分融合而消失。棕坯将定向收缩至设计规格并转变为一个密实的固体，从而获得最终的成品。

图表：金属注射成型工艺流程

资料来源：智研瞻产业研究院整理

金属注射成型发展机遇

MIM巧妙融合了粉末冶金和塑料注塑成型两方面的技术优势，成功突破了传统金属粉末模压成形工艺在制品形状方面的局限，最大化的利用了塑料注塑成形技术在大规模、高效率生产拥有复杂几何形状零部件方面的优势。因此，MIM成为了现代制造业高品质精密度零部件的一种近净成形技术，其优势明显优于常规粉末冶金、机械加工和精密铸造等加工方式。

1 能够制造极高精度及复杂程度的零部件

与其他金属成型技术如钣金冲压、粉末成型、锻造和机械加工相比，MIM具备成型高度复杂几何形状零件的能力。

通常情况下，MIM亦可实现塑料注塑成型所能达到的复杂零件结构。

利用此特性，采用MIM的方法有可能将原先由其他金属成型技术加工产生的多个零件整合为一个零件，从而精简产品设计，降低零件数量，从而有效降低产品的装配成本。

2 材料利用率高

MIM成型乃一项精密成型工艺，其制品外形已近乎最终产品形态，且材料利用效率颇高，此点对于贵重金属的加工损失极其关键。

3 零件微观组织均匀、密度高及优异性能

MIM 是一种流体成型技术，粘接剂的存在确保了粉体的均等分布，从而消除了毛坯微观结构的不均匀现象，进而使得烧结成品的密度能达到该材料的理论密度。

一般而言，MIM 能达到理论密度的 95%至 99%，高密度特性使得 MIM 零件的强度得以提升，韧性亦加强，延展性和导电导热性能得以优化，磁性能也得到提高。

相较之下，传统粉末成型挤压技术所生产的零件，其密度极限仅能达到理论密度的约85%，这主要源于模壁与粉末之间以及粉末与粉末之间产生的摩擦阻力所引发的。这些因素使得挤压压力的分布呈现出极度不均衡的状态。这种现象导致压制毛坯的微观组织呈现出不均匀状态，致使压制粉末冶金零件在烧结过程中产生收缩不均。为了缓解这种现象，不得不降低烧结温度，从而导致产品的孔隙率增加，材料致密度降低，密度降至较低水平。这对零件的机械性能造成了显著影响。

4 高效性及其对大规模及规模化生产的便利性

MIM工艺采用注射成型技术制造产品毛坯，大幅度提升了生产效率，适配于大规模生产业务；同时，注射成型所能获取的产品一致性与重复性优良，从而确保了大规模及规模化工业生产的顺利进行。

5 适用材料范围宽，应用领域广阔

适用于MIM的金属材料极为广泛，基本上任何具备高温浇结条件的粉末材料都可通过MIM技术制成所需的零部件，无论是常规制造工艺中那些难以加工的材料，还是高熔点材料。

MIM适用的加工金属材料包括精细陶瓷、不锈钢、硬质合金、镍基合金、工具钢、钨合金、Kovar合金、钛合金、磁性材料、精低合金钢等众多品类。

另一方面，MIM亦可根据客户的定制化需求进行原材料配比研究，以生产出各种组合形式的合金材料，以将复合材料制成所需的零部件。

图表：金属注射成型适用材料及应用领域

资料来源：智研瞻产业研究院整理

MIM成型亮色合金铝以及铜在技术层面上是完全可行的，然而普遍采用更加经济实惠的方法进行处理，诸如压铸或者机械切削加工。

6 零件精度高

与其他制造技术相比较，MIM零件的尺寸精度通常稳定在尺寸公差的士0.5%左右，而高级的精密程度更可达至士0.3%甚至以上。

对于较小型零件尺寸而言，相对于非MIM铸造工艺，MIM的精度表现更佳，通常无需进行后续的二次加工或者只需要适量的精细加工，如此便可有效地降低二次加工的成本。

如同其他生产工艺一样，尺寸精度要求越高，对应的成本便会越高，因此在确保产品品质的前提下，我们鼓励适当放宽公差标准。

对于MIM一次成形无法实现的公差，可以借助表面处理技术来达成。

金属注射成型行业市场规模

统计数据显示，2018年中国金属注射成型行业市场规模57.26亿元，2022年中国金属注射成型行业市场规模89.04亿元。中国金属注射成型行业市场规模如下：

图表：中国金属注射成型行业市场规模(2018-2023年)

数据来源：智研瞻产业研究院整理

金属注射成型行业发展趋势

1、5G智能手机领域日益兴盛，折叠屏手机势必引领未来趋势，2021年无疑将被视为折叠屏手机的普及年度。伴随国际知名品牌苹果、三星、谷歌，以及本土手机制造商华为、小米、vivo、OPPO、TCL、格力等纷纷推出折叠屏（包括双折叠屏幕、卷轴屏等）换代产品，全球手机产业必将迎来一波更新升级的浪潮，而MIM产品在手机上的应用也将因此迎来崭新的发展机会。

2、预计在2023至2025年间，MIM工艺在五金大制品（100~2500g的水龙头）应用上有可能实现质量突破并实现批量生产，这将具有划时代的意义。这不仅打破了MIM工艺不适于制造超过100g的大型制品的局限性，从而极大地拓展了MIM制品的市场规模，同时也对MIM制品及其粉末供应商的成本管控构成了新的挑战。

3、近些年来，众多MIM企业在钛应用方面保持不懈努力并持续注资，有望于2023年取得显著成效。低成本的钛MIM制品有望在主流大宗产品（如手机、智能穿戴设备等）中得到应用。这不仅为MIM市场注入了新的活力，大大提升了产品的品质等级，同时也为MIM钛在航空、医疗以及海洋等领域的应用奠定了坚实基础。