MIM-Materialien
MIM-Materialien
Gängige MIM-Materialien
Metallspritzguss Produziert verschiedene Hochleistungsteile mit komplexen Geometrien ohne zusätzliche Bearbeitung. Aufgrund der hohen Dichte der MIM-Teile sind ihre Eigenschaften denen anderer Fertigungsverfahren gleichwertig. Die Materialauswahl ist sehr flexibel, da dasselbe Gerät aus verschiedenen Metallen hergestellt werden kann. Darüber hinaus können verschiedene Metalle eingesetzt werden in MIM-VerfahrenMetallpulver mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Partikelgröße und -form bestimmen die Eigenschaften der endgültigen MIM-Teile. Unsere MIM-Materialien lassen sich wie folgt einteilen:
Eisenlegierungen: Stahl, Edelstahl, Werkzeugstahl, niedriglegierter Stahl, Eisen-Nickel-Legierung, spezielle Eisenlegierungen wie Invar und Kovar.
Wolframlegierungen: Wolfram-Kupfer, Wolfram-Schwermetalllegierungen.
Nickellegierungen: Nickel, Superlegierungen auf Nickelbasis.
Molybdänlegierungen: Molybdän, Molybdän-Kupfer.
Titanlegierungen: Titan, Titanlegierungen.
Harte Materialien: Kobalt-Chrom, Hartmetalle (WC-Co), Cermet (Fe-TiC).
Spezifische Materialien: Aluminium, Edelmetall, Kupfer und Kupferlegierungen, Legierungen auf Kobaltbasis, magnetische Legierungen (weich und hart), Formgedächtnislegierungen.
Edelstahl
Spezielle Legierung
Zhuorui MIM-Materialien
| Material | Dichte | Zugfestigkeit | Härte | Verlängerung | |
| g/cm³ | Mpa | Rockwell | (% in 25,4 mm) | ||
| Edelstahl | 316L | ≥7,85 | ≥450 | 100-150 HV10 | ≥40% |
| 304 | ≥7,75 | ≥480 | 100-150 HV10 | ≥40% | |
| 420 | ≥7,55 | ≥750 | 30~39 HRC | ≥1% | |
| 440C | ≥7,5 | ≥700 | 30~39 HRC | ≥1% | |
| 17-4 PH (gesintert) | ≥7,65 | ≥950 | 25~30 HRC | ≥3% | |
| 17-4 PH (Wärmebehandlung) | ≥7,7 | ≥1100 | 35~40 HRC | ≥9% | |
| ALLHEILMITTEL | ≥7,5 | ≥1090 | 270~300 HV10 | ≥35% | |
| Niedrig legierter Stahl | 4605 | ≥7,5 | ≥600 | 90 HV10 | ≥5% |
| Fe02Ni | ≥7,55 | ≥260 | 90 HV10 | ≥3% | |
| Fe04Ni | ≥7,6 | ≥630 | 90 HV10 | ≥3% | |
| Fe08Ni | ≥7,65 | ≥630 | 90 HV10 | ≥3% | |
| Fe03Si | ≥7,55 | ≥227 | 100~180 HV10 | ≥24% | |
| Fe50Ni | ≥7,85 | ≥468 | 110~180 HV10 | <1% | |
| Fe50Co | ≥7,5 | ≥300 | 80 HRB | ≥20% | |
| Spezialmaterial | Kupfer | ≥8,5 | ≥180 | 35~45 HRB | ≥30% |
| Ti-6Al-4V | ≥4,5 | ≥950 | 36 HRC | ≥35% | |
| Nickellegierung | ≥8,6 | —— | 63 HRC | —— | |
| ASTM F15 | ≥7,7 | ≥450 | 65 HRB | ≥25% | |
| ASTM F75 | ≥8,3 | ≥992 | 25 HRC | ≥30% | |
| ASTM F1537 | ≥8,3 | ≥1103 | 32 HRC | ≥27% | |
Kundenspezifische MIM-Materialien
Die Zusammensetzung der meisten Legierungen basiert auf Standardrezepturen. Es ist jedoch nicht zu übersehen, dass langfristiges Glühen im Sinterprozess die Legierungseigenschaften beeinträchtigt, da die meisten Legierungen im Gussverfahren hergestellt und entwickelt wurden. Daher nutzt Zhuorui MIM modifizierte chemische Verfahren in der MIM-Technologie, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von MIM-Teilen zu gewährleisten.
Die Legierung 316L (Fe-19Cr-9NI-2Mo) wird aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer kombinierten Festigkeitseigenschaften häufig eingesetzt. Zusätzlicher Chromanteil in der Legierung erleichtert den Sinterprozess, sodass diese Legierung mit diesem alternativen Metallherstellungsverfahren überlegene Eigenschaften bietet.
Sondermetallpulver kann gegen Aufpreis hergestellt werden, wenn keine Zusammensetzung verfügbar ist. Zhuorui MIM erfüllt Ihre individuellen Materialanforderungen zweifellos zum günstigsten Preis.
MIM-Materialoptionen
MIM-Materialanwendungen
Um das perfekte Material für MIM-Teile auszuwählen, müssen wir viele Faktoren berücksichtigen, wie etwa das Gewicht der MIM-Teile, Toleranzanforderungen, mechanische Beanspruchung, Härte, zusätzliche Bearbeitung, maximaler Querschnitt, Korrosionsbeständigkeit usw.
| Materialkategorie | Materialtyp | Eigenschaften | Anwendung |
| Edelstahl | 316L | Korrosionsbeständigkeit | Uhrenteile, elektronische Komponenten |
| Edelstahl | 304 | Hohe Festigkeit | Elektronische Teile, Mikrozahnräder |
| Edelstahl | 420 | Hohe Festigkeit | Pneumatische Maschinen, Besteck, Werkzeuge |
| Edelstahl | 440C | Reibungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit | Handwerkzeuge, Sportgeräte |
| Edelstahl | 17-4 PH | Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit | Medizinische, zahnmedizinische und chirurgische Teile |
| Edelstahl | ALLHEILMITTEL | Nicht magnetisch | Elektronik, |
| Fe-basierte Legierung | 4605 | Außergewöhnliche Festigkeit, gute Duktilität | Konsumgüter, Handwerkzeuge |
| Fe-basierte Legierung | Fe3%Si | Hoher elektrischer Widerstand | Elektrische Teile |
| Fe-basierte Legierung | Fe50%Ni | Hohe Durchlässigkeit | Elektrische Teile |
| Fe-basierte Legierung | Fe50Co | Hohe Durchlässigkeit | Mikromotor |
| Kupfer | Kupferlegierung | Thermische und elektrische Leitfähigkeit | Wärmeleitung, elektrische Leitung |
| Hartlegierung | Nickellegierung | elektrische Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit | Elektrische Teile, Armbanduhrenteile |
| Titan | Ti-6Al-4V | Korrosionsbeständigkeit, geringes Gewicht | Medizinische Teile |
| Speziallegierung | ASTM F15 (Kovar) | Kontrollierte Expansion | Splitter, mikroelektronische Bauteile |
| Speziallegierung | ASTM F75 | Biokompatibilität, Verschleißfestigkeit | Medizinische, orthopädische, zahnmedizinische Teile |
| Speziallegierung | ASTM F1537 | Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit | Medizinische Teile |
Zhuorui MIM bietet gängige MIM-Materialien für unterschiedliche Anwendungen wie folgt:
Typische Materialeigenschaften
Für kundenspezifische MIM-Teileanforderungen bieten wir Ihnen auch die mechanischen Eigenschaften typischer MIM-Materialien wie in der folgenden Tabelle an:
| Metalltyp | MIM-Modell | Dichte | Zugfestigkeit | Härte | Verlängerung |
| Eisenbasis | Sekundärbehandlung | g/cm³ | Mpa | Rockwell | (% in 25,4 mm) |
| Edelstahl | 316L | 7.8 | 515 | 67HRB | 50 |
| Edelstahl | 304 | 7.8 | 515 | 63HRB | 50 |
| Edelstahl | 420 | 7.7 | 1737 | 45HRC | 3.5 |
| Edelstahl | 440C | 7.6 | 1655 | 49HRC | 1 |
| Edelstahl | 17-4 PH (gesintert) | 7.5 | 896 | 27HRC | 6 |
| Edelstahl | 17-4 PH (Wärmebehandlung) | 7.5 | 1186 | 33HRC | 6 |
| Edelstahl | 17-4 PH(H900) | 7.7 | 1206 | 40HRC | 9 |
| Edelstahl | 17-4 PH(H1100) | 7.7 | 1000 | 34HRC | 12 |
| Edelstahl | ALLHEILMITTEL | 7.5 | 1090 | 300HV10 | 35 |
| Niedrig legierter Stahl | 4605 (gesintert) | 7.5 | 440 | 48HRB | 15 |
| Niedrig legierter Stahl | 4605 Geringe Härte | 7.5 | 1151 | 36HRC | 3 |
| Niedrig legierter Stahl | 4605 Hohe Härte | 7.5 | 1655 | 48HRC | 2 |
| Niedrig legierter Stahl | Fe3%Si | 7.6 | 227 | 80HRB | 24 |
| Niedrig legierter Stahl | Fe50%Ni | 7.8 | 468 | 50 HRB | 30 |
| Niedrig legierter Stahl | Fe50Co | 7.95 | 300 | 80HRB | 1 |
| Spezielle Legierung | Kupferlegierung | 8.5 | 165 | — | 30 |
| Spezielle Legierung | Titanlegierung | 4.5 | 950 | 36HRC | 18 |
| Spezielle Legierung | Nickellegierung | 8.6 | — | 53HRC | — |
| Spezielle Legierung | ASTM F15 (Kovar) | 7.7 | 450 | 65HRB | 25 |
| Spezielle Legierung | ASTM F75 | 8.3 | 992 | 25HRC | 30 |
| Spezielle Legierung | ASTM F1537 | 8.3 | 1103 | 32HRC | 27 |
MIM-Materialeigenschaften
MIM-Produkte werden auf eine Dichte gesintert, die etwa 98% unter der theoretischen Dichte liegt. Daher werden ihre chemischen, physikalischen, elastischen und thermodynamischen Eigenschaften im Vergleich zu den Angaben im Handbuch durch den MIM-Sinterprozess beeinflusst.
Zhruorui ist bestrebt, seinen Kunden hochwertige MIM-Teile zu liefern. Daher berücksichtigen wir die Materialeigenschaften im MIM-Sinterprozess. Dies unterstützt unser Engineering-Team dabei, Ihnen vielfältige Behandlungsvorschläge für Ihre Projekte zu unterbreiten.
Mechanische Eigenschaften
Produkte mit MIM-Technologie weisen die gleiche Zugfestigkeit auf wie andere Herstellungsverfahren.
Dauerfestigkeit und Bruchzähigkeit
Bei hochfesten Metallwerkstoffen besteht dieser Aspekt nicht. In anderen Fällen sind jedoch aufgrund der großen Korngröße und der Restporosität bei MIM Werkstoffprüfungen empfehlenswert.
Korrosionsbeständigkeit
Edelstahl im MIM-Verfahren weist Probleme mit der Korrosionsbeständigkeit auf, da die bevorzugte Oberflächenverdampfung von Chrom während des Sinterprozesses die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt. Mit entsprechender Nachsinterung und Oberflächenbehandlung weisen fertige MIM-Teile jedoch eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber verschiedenen Medien auf.
Biokompatibilität
MIM-Teile finden zunehmend Anwendung im medizinischen und zahnmedizinischen Bereich, sodass die Biokompatibilität anderen Verfahren gleichwertig wird. In diesem Fall sind Nachsintern und eine elektrochemische Behandlung erforderlich, um die Oberflächenchemie der MIM-Teile für die Biokompatibilität zu vereinheitlichen.
Tragekomfort
Im MIM-Prozess verbessert die Beimischung von Hartphasen zum Ausgangsmaterial das Verschleißverhalten von MIM-Teilen. Beispielsweise weist mit Calciumdifluorid in geringer Konzentration behandelter MIM-Werkzeugstahl eine deutlich höhere Trockenverschleißrate auf als geschmiedeter Werkzeugstahl. Die Zugabe von Titannitrid oder Chromborid zu Edelstahl verbessert die Verschleißfestigkeit des Endprodukts.
Zhruo Rui MIM erfüllt die Standards der Metal Powder Industries Federation (MPIF): MPIF-Standard 35, Materialstandards für Metallspritzgussteile – Ausgabe 2018. Dies ist der umfassendste Standard, der alle Facetten der Metallspritzgussindustrie abdeckt.
MIM-Materialforschung und -entwicklung
Metallspritzguss (MIM) hat die Präzisionsfertigung revolutioniert, indem es die Großserienproduktion komplexer, endkonturnaher Metallkomponenten ermöglicht. Im Zentrum dieser Innovation steht die Materialforschung und -entwicklung (F&E), eine Disziplin, die die Grenzen des MIM-Verfahrens kontinuierlich erweitert. Von Superlegierungen in Luft- und Raumfahrtqualität bis hin zu nachhaltigen Recyclingmaterialien: MIM-Werkstoffe sind nicht mehr auf herkömmliche Pulver beschränkt – sie bieten maßgeschneiderte Lösungen für die Industrien von morgen.
1. Titanlegierung: Von der Kostenbarriere zum Durchbruch
Titan-MIM wurde bisher durch teure sphärische Pulver erschwert. Aktuelle Forschung und Entwicklung nutzt jedoch Hydrid-Dehydrid-Titanpulver (HDH) – eine günstigere, nicht sphärische Alternative. Studien zeigen, dass HDH-Pulver in Kombination mit optimierten Bindemitteln und Sinterprotokollen eine Dichte von 95%+ erreichen kann und damit die ASTM-Standards für chirurgische Implantate (z. B. F75, 316L, 316L Harder, Ti-6Al-4V) erfüllt. Dieser Durchbruch senkt die Kosten um 30–50% und eröffnet neue Möglichkeiten für Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
Titanlegierung: F75, 316L, 316L härter
| Material | Ni-Gehalt (%) | Zustand | Dichte (g/cm³) | Härte (HV10) | Streckgrenze (MPa) | Zugfestigkeit | Verlängerung | Korrosionsbeständigkeit (Stunden) | Poliereigenschaften |
| F75 | <0,5 | Sinterzustand | >7,8 | 250-320 | 500 | 800 | 20 | 96 | Normal |
| 316L | 10-14 | Sinterzustand | 7.85 | 120 | 180 | 510 | >45 | 96 | Am besten |
| 316L Härter | 10-14 | Sinterzustand | 7.9 | 180 | 250 | 600 | 30 | 72 | Gut |
316L härter: 316L Harder wird mit interner Zuführung und speziellen Sinterparametern hergestellt und kann in tragbaren Produkten verwendet werden, die eine Hochglanzpolitur erfordern.
Titanlegierung: MIM-TC4, MIM-TA4
| Material | Typ | Dichte (g/cm³) | Härte (HV10) | Streckgrenze (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Verlängerung | Dichtevergleich mit SUS316L |
| MIM-TC4 (Ti-6Al-4V) | (α+β) | ≥4,2 | ≥260 | ≥825 | ≥895 | ≥8 | 7,85 g/cm³ |
| MIM-TA4 | (α) | ≥4,35 | ≥150 | ≥140 | ≥240 | ≥15 | 55% Gewicht |
- Ti, TA4, TC4, Oberfläche kann poliert, sandgestrahlt, gebürstet, PVD-beschichtet, lasergraviert werden;
- Hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit, bessere Festigkeit als Edelstahl;
- Das Produktgewicht ist geringer als bei Edelstahl.
| Material | Kragen | Dichte (g/cm³) | Härte (HV10) | Biegefestigkeit/Mpa | Bruchzähigkeit (Mpa/m1/2) | Relative Permittivität | Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) | Hohe Temperaturbeständigkeit (Emp./℃) |
| ZrO2 | Anpassbar | 5.9~6.1 | 1150~1400 | 700~1300 | 5~15 | 25~35 | 2~8 | 1000 |
| 95# Al2O3 | Anpassbar | 3.4~3.6 | 1600~1800 | 300~400 | 2~4 | 8~10 | 18~25 | 1500 |
| 99# Al2O3 | Anpassbar | 3.7~4.0 | 1800~2100 | 350~450 | 2~4 | 8~10 | 25~35 | 1600 |
Materialeigenschaften von MIM-Zirkonoxidkeramik
▪ Außergewöhnliche hautfreundliche Ästhetik
Die geringe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet einen angenehmen Hautkontakt (kein Kälte-/Wärmegefühl) und verhindert allergische Reaktionen, wodurch es sich ideal für tragbare Geräte und medizinische Anwendungen eignet.
Spiegelähnliche Politur durch Präzisionsveredelung mit PVD (Physical Vapor Deposition), die anpassbare Farben – von klassischem Weiß bis hin zu leuchtenden Metallictönen – für elegante Premium-Designs ermöglicht.
▪ Ungiftig, sicher und vielseitig
Zirkonoxidkeramik ist biokompatibel und inert und wird häufig in medizinischen und zahnmedizinischen Implantaten, mechanischen Komponenten, der Telekommunikation, Luxusaccessoires, der chemischen Verfahrenstechnik, neuen Energiesystemen und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Ihre Anpassungsfähigkeit erstreckt sich auf anspruchsvolle Branchen, in denen Sicherheit und Haltbarkeit unverzichtbar sind.
▪ Überlegene mechanische Leistung
100% Kratz-/Verschleißfestigkeit mit einer Rockwell-Härte von ~85HRA (doppelt so hart wie Saphir).
Außergewöhnliche Biegefestigkeit (bis zu 1.200 MPa) und Zähigkeit (4–10 MPa·m½), die spröde Alternativen übertrifft und gleichzeitig die Präzision eines leichten Werkstoffs beibehält.
▪ Verbesserte elektrische Leitfähigkeit
3x höhere elektrische Leitfähigkeit als Saphir, ermöglicht überlegene Signalempfindlichkeit und keine Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen (EMI) – entscheidend für 5G-Antennen, kabellose Ladespulen und Sensorintegration in Smartphones und Wearables.
▪ Kostengünstige Präzisionsbearbeitung
Erreicht eine Maßgenauigkeit von ±0,002% (Präzision im Mikrometerbereich) durch fortschrittliches Formen und Sintern bei Produktionskosten von einem Viertel der Kosten von Saphir – und liefert so Luxusqualität im großen Maßstab.
Zukünftige Anwendungsszenarien von MIM-Zirkonoxidkeramiken
Medizinisch: Biokompatible Zahnkronen und Hüftimplantate, die die natürliche Knochendichte nachahmen.
Technik: Kratzfeste Smartphone-Rückplatten mit Kompatibilität zum kabellosen Laden (z. B. Xiaomis Mi Mix Alpha).
Luxus: Hypoallergener Schmuck, der ein Leben lang hell und glatt bleibt.
Luft- und Raumfahrt: Hitzebeständige Komponenten für Düsentriebwerke, die ihren Schmelzpunkt von 2.700 °C ausnutzen.