自20世紀30年代誕生以來，金屬注射成型（MIM）已經成為一種重要的金屬制造技術。基本上講，MIM是指將金屬粉末熔化在一起，形成小的金屬型材。這使得能夠在幾乎沒有浪費的情況下創造出高度復雜的形狀，從而降低成本和減少浪費。最終組件幾乎完全100%致密，比壓鑄的強度更高，比熔模或砂模的公差更好，比傳統加工技術的形狀更復雜。

 

自20世紀70年代以來，MIM一直是用于生產牙齒正畸托槽、表殼和槍械的主流技術。然而，如今的MIM技術能夠制造用于高性能應用領域的復雜組件，如種植牙、人工關節、起搏器和噴氣式發動機。

為什么認證和化學分析至關重要？

與其他金屬成形工藝一樣，初始金屬粉末的成分決定了成品組件的成分和規格。雜質的存在也會影響零件的性能和壽命，因此組件必須符合當地、州和聯邦的法定要求。化學分析在確保組件符合客戶規范、法定要求和內部質量控制方面發揮著重要作用。

在金屬注射成型中，有三種主要的合金化方法：元素粉混合、預合金和母合金。選擇的原始金屬粉末類型取決于合金方法；通過對其進行預混合或手動混合以獲得正確的成分。

對于元素混合法，各種元素的粉末必須以正確的比例混合，以在合金化后產生正確的成分。

預合金工藝可以使用與最終合金規格的成分精確匹配的粉末。

母合金法使用添加了特定合金成分的元素粉末。大多數MIM不銹鋼組件和一些低合金鋼組件都是以這種方式生產而成。例如，由316L不銹鋼制成的MIM零件采用的方法是將一份55Cr38Ni7Mo母合金與兩份羰基鐵粉結合。

必須在成型前驗證原始金屬粉末的成分，以確保它們符合最大產量和最少廢料的要求。由于合金化過程十分復雜，還必須在裝運前檢查成品組件的成分，以確保良好的質量和性能。這對于制作用于醫療植入物或噴氣式發動機零件等主要應用領域的組件尤為重要。這就是火花直讀光譜法（OES）真正發揮作用的方面。

 

OES：適用于敏感應用領域的可靠技術

直讀光譜法是檢驗MIM零件成分的理想分析技術。它非常精確，這也是OES幾十年來一直用于最敏感應用領域（包括全球金屬制造廠中的熔煉控制、雜質元素和微量元素檢測）的原因。

火花OES光譜儀用于整個金屬制造過程和供應鏈，包括分析廢金屬中的微量元素、控制進料、冶金過程和成品質量。我們將在本指南后文的示例中說明OES可以檢測出許多具有極低含量的元素的存在情況，這對于確保組件符合嚴格的規范非常重要。

 

OES用于MIM零件測量

可靠的OES測量需要在OES測量頭接觸樣品的位置有一個干凈、平整和平坦的表面。在進行測量之前，需要對樣品表面進行磨樣或銑床加工（視材料成分而定）。

由于MIM制造所得組件的尺寸通常非常小，用氮化硼蓋板減小測量位置的面積來減小板中孔的尺寸可以獲得精確的結果。可能需要使用特殊的樣品適配器，以便正確夾持樣品，尤其是形狀復雜的樣品。

控制金屬部件中的碳含量至關重要，因為碳濃度的微小變化都會改變成品零件的微觀結構和機械質量。因為粘結劑為碳基型，必須在脫粘階段完全去除它，所以尤其要注意MIM組件中的碳含量。

突破性的OE750采用全新的光學概念設計，可檢測金屬中的所有元素，包括氣體元素。通常更昂貴的儀器才具備這種性能水平，但使用動態CMOS檢測器和將光學器件直接耦合到火花臺等創新技術為OE750提供了要求嚴苛的金屬注射成型應用領域所需的光學分辨率。

OE750的分析性能為碳含量控制提供了一種簡單而經濟的解決方案。