MIM 製程系列第 6 篇：燒結

燒結是金屬粉末射出成型（MIM）製程中至關重要的最後步驟，已完成脫脂處理的「棕坯」會在此階段轉變為堅實的成品零組件。這些零件會小心放置於特製陶瓷承燒盤上，以盡量減少在燒結高溫過程中發生位移。接著，承燒盤會被送入高溫爐中，使零件逐步加熱。此受控加熱程序可讓任何殘留的黏結劑揮發，確保最終產品純淨且緻密。

隨著爐內溫度持續升高，零件中的個別金屬顆粒會達到開始彼此融合的溫度。此融合程序由原子擴散驅動，使零組件固化並具備最終強度與形狀。燒結期間，零件通常會收縮約 20%，這是工程師在初始設計階段必須考量的關鍵因素。燒結完成後，爐體冷卻，零件會被小心取出。此時零件即視為完成品，但部分零件可能還會進行機加工或表面塗層等額外處理，以符合特定應用需求。

爐型種類

MIM 生產可使用兩種爐型：連續式爐與批次式爐。連續式爐可在同一步驟中完成脫脂與燒結。其溫度可接近基體金屬的熔點，且此類爐型僅適合高產量製造。批次式爐同樣可達到接近基體金屬熔點的溫度，但製程時間比連續式爐短得多。這類爐體在真空環境下運作，製程中會向爐內通入流動氣體，例如氮氣、氬氣或氫氣。此類爐體亦需要配套設備，包括氫氣產生器、氮氣產生器，以及在停電時用於冷卻爐體的備用緊急發電機。

燒結期間的問題

燒結期間可能發生問題，因此我們必須在設計階段避免最終零件出現問題。這些問題包括未考量重力或摩擦力，導致成品可能翹曲。我們的工程師可採取多種方法來將此情況降至最低，包括使用墊片、在零件上增加支撐肋，以及壓印整形。零件也可能發生下垂問題。使用特製承燒治具，將最可能下垂的部位直立支撐，即可解決此問題。零件也可放置於特製陶瓷承燒盤中，或設有流道。

本系列其他文章：

• MIM 系列第 1 篇
• MIM 系列 第 2 篇 – 喂料
• MIM 系列第 3 篇 – 混煉
• MIM 系列第 4 篇 – 成型
• MIM 系列第 5 篇 - 脫脂