Matériaux MIM
Matériaux MIM
Matériaux MIM courants
Moulage par injection de métal Produit diverses pièces hautes performances aux géométries complexes sans usinage supplémentaire. Grâce à la densité élevée des pièces MIM, leurs propriétés sont équivalentes à celles des autres procédés de fabrication. La grande flexibilité du choix des matériaux permet de produire un même équipement avec différents métaux. De plus, une grande variété de métaux est possible. processus MIMLes poudres métalliques, dont la composition chimique, la granulométrie et la forme varient, détermineront les propriétés finales des pièces MIM. Nos matériaux MIM sont classés dans les catégories suivantes :
Alliages ferreux: acier, acier inoxydable, acier à outils, acier faiblement allié, alliage fer-nickel, alliages ferreux spéciaux comme l'Invar et le Kovar.
Alliages de tungstène: tungstène-cuivre, alliages lourds de tungstène.
alliages de nickel: nickel, superalliages à base de nickel.
alliages de molybdène: molybdène, molybdène-cuivre.
Alliages de titane: titane, alliages de titane.
Matériaux durs: cobalt-chrome, carbures cémentés (WC-Co), cermet (Fe-TiC).
Matériaux spécifiques: aluminium, métaux précieux, cuivre et alliages de cuivre, alliages à base de cobalt, alliages magnétiques (mous et durs), alliages à mémoire de forme.
Acier inoxydable
Alliage spécifique
Matériaux MIM Zhuorui
| Métarial | Densité | Résistance à la traction | Dureté | Élongation | |
| g/cm³ | MPA | Rockwell | (% en 25,4 mm) | ||
| Acier inoxydable | 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 (fritté) | ≥7,65 | ≥950 | 25~30 HRC | ≥3% | |
| 17-4 PH (Traitement thermique) | ≥7,7 | ≥1100 | 35~40 HRC | ≥9% | |
| PANACÉE | ≥7,5 | ≥1090 | 270~300 HV10 | ≥35% | |
| Acier faiblement allié | 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% | |
| Matériau spécial | Cuivre | ≥8,5 | ≥180 | 35 à 45 HRB | ≥30% |
| Ti-6Al-4V | ≥4,5 | ≥950 | 36 HRC | ≥35% | |
| alliage de nickel | ≥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% | |
Matériaux MIM personnalisés
La composition de la plupart des alliages est calquée sur les formulations standard. Cependant, il est important de noter qu'un recuit prolongé lors du frittage dégrade les propriétés des alliages, la plupart étant issus de la fonderie. C'est pourquoi Zhuorui MIM utilise une chimie modifiée afin de garantir les propriétés physiques et chimiques des pièces MIM.
L'alliage 316L (Fe-19Cr-9NI-2Mo) est largement utilisé pour sa résistance à la corrosion et ses propriétés de résistance mécanique. Par ailleurs, l'ajout de chrome facilite le frittage, ce qui permet d'obtenir des propriétés supérieures grâce à cette méthode de fabrication alternative.
La fabrication de poudre métallique sur mesure peut entraîner des frais supplémentaires si la composition n'est pas disponible. Zhuorui MIM répondra sans aucun doute à tous vos besoins en matériaux sur mesure au meilleur prix.
Options de matériaux MIM
Applications des matériaux MIM
Nous devons prendre en compte de nombreux facteurs pour sélectionner le matériau parfait pour les pièces MIM, tels que le poids des pièces MIM, les exigences de tolérance, les contraintes mécaniques, la dureté, l'usinage supplémentaire, la section transversale maximale, la résistance à la corrosion, etc.
| Catégorie de matériau | Type de matériau | Caractéristiques | Application |
| Acier inoxydable | 316L | Résistance à la corrosion | Pièces d'horlogerie, composants électroniques |
| Acier inoxydable | 304 | Haute résistance | Pièces électroniques, micro-engrenages |
| Acier inoxydable | 420 | Haute résistance | Machines pneumatiques, coutellerie, outils |
| Acier inoxydable | 440C | Résistance au frottement, résistance à la corrosion | Outils à main, équipements sportifs |
| Acier inoxydable | 17-4 PH | Résistance à la corrosion et solidité | Pièces médicales, dentaires et chirurgicales |
| Acier inoxydable | PANACÉE | Non magnétique | Électronique, |
| alliage à base de fer | 4605 | Résistance exceptionnelle, bonne ductilité | Produits de consommation, outils à main |
| alliage à base de fer | Fe3%Si | Haute résistance électrique | Pièces électriques |
| alliage à base de fer | Fe50%Ni | Haute perméabilité | Pièces électriques |
| alliage à base de fer | Fe50Co | Haute perméabilité | Micromoteur |
| Cuivre | alliage de cuivre | Conductivité thermique et électrique | Conduction thermique, conduction électrique |
| alliage dur | alliage de nickel | conductivité électrique, résistance à la corrosion | Pièces électriques, pièces de montres-bracelets |
| Titane | Ti-6Al-4V | Résistance à la corrosion, poids léger | Pièces médicales |
| Alliage spécial | ASTM F15 (Kovar) | Expansion contrôlée | Répartiteur, composants microélectroniques |
| Alliage spécial | ASTM F75 | Biocompatibilité, résistance à l'usure | Pièces médicales, orthopédiques et dentaires |
| Alliage spécial | ASTM F1537 | Biocompatibilité, résistance à la corrosion | Pièces médicales |
Zhuorui MIM fournit des matériaux MIM courants pour différentes applications comme suit :
Propriétés typiques des matériaux
Pour les besoins de pièces MIM personnalisées, nous vous proposons également les propriétés mécaniques des matériaux MIM typiques comme le tableau suivant :
| Type de métal | modèle MIM | Densité | Résistance à la traction | Dureté | Élongation |
| Base en fer | Traitement secondaire | g/cm³ | MPA | Rockwell | (% en 25,4 mm) |
| Acier inoxydable | 316L | 7.8 | 515 | 67HRB | 50 |
| Acier inoxydable | 304 | 7.8 | 515 | 63HRB | 50 |
| Acier inoxydable | 420 | 7.7 | 1737 | 45 HRC | 3.5 |
| Acier inoxydable | 440C | 7.6 | 1655 | 49HRC | 1 |
| Acier inoxydable | 17-4 PH (fritté) | 7.5 | 896 | 27HRC | 6 |
| Acier inoxydable | 17-4 PH (Traitement thermique) | 7.5 | 1186 | 33HRC | 6 |
| Acier inoxydable | 17-4 PH(H900) | 7.7 | 1206 | 40 HRC | 9 |
| Acier inoxydable | 17-4 PH(H1100) | 7.7 | 1000 | 34 HRC | 12 |
| Acier inoxydable | PANACÉE | 7.5 | 1090 | 300HV10 | 35 |
| Acier faiblement allié | 4605 (fritté) | 7.5 | 440 | 48HRB | 15 |
| Acier faiblement allié | 4605 Faible dureté | 7.5 | 1151 | 36 HRC | 3 |
| Acier faiblement allié | 4605 Haute dureté | 7.5 | 1655 | 48 HRC | 2 |
| Acier faiblement allié | Fe3%Si | 7.6 | 227 | 80HRB | 24 |
| Acier faiblement allié | Fe50%Ni | 7.8 | 468 | 50 HRB | 30 |
| Acier faiblement allié | Fe50Co | 7.95 | 300 | 80HRB | 1 |
| Alliage spécifique | alliage de cuivre | 8.5 | 165 | — | 30 |
| Alliage spécifique | alliage de titane | 4.5 | 950 | 36 HRC | 18 |
| Alliage spécifique | alliage de nickel | 8.6 | — | 53HRC | — |
| Alliage spécifique | ASTM F15 (Kovar) | 7.7 | 450 | 65HRB | 25 |
| Alliage spécifique | ASTM F75 | 8.3 | 992 | 25 HRC | 30 |
| Alliage spécifique | ASTM F1537 | 8.3 | 1103 | 32 HRC | 27 |
Propriétés des matériaux MIM
Les produits MIM sont frittés à une densité d'environ 98% inférieure à la densité théorique, de sorte que leurs propriétés chimiques, physiques, élastiques et thermodynamiques seront affectées par le processus de frittage MIM par rapport aux informations des manuels.
Soucieux de fournir des pièces MIM de haute qualité à ses clients, Zhruorui prend en compte l'impact des matériaux lors du frittage MIM. Cela permettra à notre équipe d'ingénieurs de proposer de multiples traitements pour vos projets.
Propriétés mécaniques
Les produits de la technologie MIM présentent les mêmes caractéristiques de résistance à la traction que les autres procédés de fabrication.
Résistance à la fatigue et ténacité à la rupture
Pour les matériaux métalliques à haute ténacité, ce problème n'est pas à prendre en compte. Dans d'autres cas, des essais de matériaux sont recommandés, en raison de la granulométrie importante et de la porosité résiduelle du MIM.
Résistance à la corrosion
L'acier inoxydable traité par la méthode MIM présente des problèmes de résistance à la corrosion, car l'évaporation préférentielle du chrome à la surface lors du frittage diminue sa résistance à la corrosion. Cependant, avec un post-frittage et un traitement de surface appropriés, les pièces MIM finales offrent une bonne résistance à la corrosion générale dans divers milieux.
Biocompatibilité
Les pièces MIM sont de plus en plus utilisées dans les domaines médical et dentaire, leur biocompatibilité étant comparable à celle des autres procédés. Dans ce cas, un post-frittage et un traitement électrochimique sont nécessaires pour uniformiser la chimie de surface des pièces MIM et garantir leur biocompatibilité.
Performances de port
Dans le procédé MIM, l'incorporation de phases dures à la matière première améliore la résistance à l'usure des pièces MIM. Par exemple, l'acier à outils MIM traité avec du difluorure de calcium à faible concentration présente un taux d'usure à sec supérieur à celui de l'acier à outils forgé. L'ajout de nitrure de titane ou de borure de chrome à l'acier inoxydable améliore la résistance à l'usure du produit final.
Zhruo Rui MIM est conforme aux normes de la Fédération des industries des poudres métalliques (MPIF) : la norme MPIF 35, Normes relatives aux matériaux pour les pièces moulées par injection métallique — Édition 2018. Il s'agit de la norme la plus complète couvrant tous les aspects du secteur du moulage par injection métallique.
Recherche et développement de matériaux MIM
Le moulage par injection de métal (MIM) a révolutionné la fabrication de précision en permettant la production en grande série de composants métalliques complexes, quasi finis. Au cœur de cette innovation se trouve la recherche et développement (R&D) sur les matériaux, une discipline qui repousse sans cesse les limites du MIM. Des superalliages de qualité aéronautique aux matériaux recyclés durables, les matériaux MIM ne se limitent plus aux poudres traditionnelles : ils constituent des solutions sur mesure pour les industries de demain.
1. Alliage de titane : de la barrière des coûts à la percée technologique
Le MIM titane a toujours été freiné par le coût élevé des poudres sphériques. Cependant, des travaux de R&D récents exploitent la poudre de titane hydrure-déshydrure (HDH), une alternative moins coûteuse et non sphérique. Des études montrent que la poudre HDH, associée à des liants et des protocoles de frittage optimisés, peut atteindre une densité de 95%+, conforme aux normes ASTM pour les implants chirurgicaux (par exemple, F75, 316L, 316L Harder, Ti-6Al-4V). Cette avancée technologique réduit les coûts de 30 à 50%, ouvrant la voie à des applications dans l'automobile et l'aérospatiale.
Alliage de titane : F75, 316L, 316L plus dur
| Matériel | Teneur en Ni (%) | État | Densité (g/cm³) | Dureté (HV10) | Limite d'élasticité (MPa) | Résistance à la traction | Élongation | Résistance à la corrosion (heures) | Propriétés de polissage |
| F75 | <0,5 | État de frittage | >7,8 | 250-320 | 500 | 800 | 20 | 96 | Normale |
| 316L | 10-14 | État de frittage | 7.85 | 120 | 180 | 510 | >45 | 96 | Meilleur |
| 316L plus dur | 10-14 | État de frittage | 7.9 | 180 | 250 | 600 | 30 | 72 | Bien |
316L plus dur : Fabriqué avec une alimentation interne et des paramètres de frittage spéciaux, le 316LHarder peut être utilisé dans les produits portables qui nécessitent un polissage miroir.
Alliage de titane : MIM-TC4, MIM-TA4
| Matériel | Taper | Densité (g/cm³) | Dureté (HV10) | Limite d'élasticité (MPa) | Résistance à la traction (MPa) | Élongation | Comparaison de densité avec 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 | Poids du 55% |
- Ti, TA4, TC4, la surface peut être polie, sablée, brossée, PVD, gravée au laser ;
- A une meilleure résistance à la corrosion et à la chaleur, une meilleure résistance que l'acier inoxydable ;
- Le poids du produit est plus léger que celui de l'acier inoxydable.
| Matériel | Couleur | Densité (g/cm³) | Dureté (HV10) | Résistance à la flexion/Mpa | Ténacité à la rupture (Mpa/m1/2) | Permittivité relative | Conductivité thermique (W/m·K) | Résistant aux hautes températures (emp./℃) |
| ZrO2 | Personnalisable | 5.9~6.1 | 1150~1400 | 700~1300 | 5~15 | 25~35 | 2~8 | 1000 |
| 95# Al2O3 | Personnalisable | 3.4~3.6 | 1600~1800 | 300~400 | 2~4 | 8~10 | 18~25 | 1500 |
| 99# Al2O3 | Personnalisable | 3.7~4.0 | 1800~2100 | 350~450 | 2~4 | 8~10 | 25~35 | 1600 |
Propriétés du matériau céramique zircone MIM
▪ Esthétique exceptionnelle respectueuse de la peau
La faible conductivité thermique assure un contact confortable avec la peau (pas de sensation de froid/chaud) et aucune réaction allergique, ce qui la rend idéale pour les appareils portables et les applications médicales.
Un polissage miroir obtenu grâce à une finition de précision, avec PVD (dépôt physique en phase vapeur) permettant des couleurs personnalisables, du blanc classique aux teintes métalliques vibrantes, pour des designs élégants et haut de gamme.
▪ Non toxique, sûr et polyvalent
Biocompatible et inerte, la céramique zircone est largement utilisée dans les implants médicaux et dentaires, les composants mécaniques, les télécommunications, les accessoires de luxe, le génie chimique, les nouveaux systèmes énergétiques et l'aérospatiale. Son adaptabilité couvre les secteurs à enjeux élevés où la sécurité et la durabilité sont des critères incontournables.
▪ Performances mécaniques supérieures
100% résistant aux rayures/à l'usure avec une dureté Rockwell d'environ 85 HRA (deux fois plus résistante que le saphir).
Résistance à la flexion exceptionnelle (jusqu'à 1 200 MPa) et ténacité (4 à 10 MPa·m½), surpassant les alternatives cassantes tout en conservant une précision légère.
▪ Conductivité électrique améliorée
Conductivité électrique 3 fois supérieure à celle du saphir, permettant une sensibilité supérieure du signal et un blindage EMI (interférence électromagnétique) nul, essentiel pour les antennes 5G, les bobines de charge sans fil et l'intégration des capteurs dans les smartphones et les appareils portables.
▪ Usinage de précision rentable
Atteint une précision dimensionnelle de ±0,002% (précision au niveau du micron) grâce à un moulage et un frittage avancés, avec des coûts de production 1/4 de ceux du saphir, offrant une qualité de luxe à grande échelle.
Scénarios d'application futurs de la céramique zircone MIM
Médical:Couronnes dentaires et implants de hanche biocompatibles qui imitent la densité osseuse naturelle.
Technologie: Plaques arrière de smartphone anti-rayures avec compatibilité de chargement sans fil (par exemple, Mi Mix Alpha de Xiaomi).
Luxe:Bijoux hypoallergéniques qui restent brillants et lisses toute la vie.
Aérospatial:Composants résistants à la chaleur pour moteurs à réaction, exploitant son point de fusion de 2 700 °C.