2025年中国金属注射成型行业概览：精密制造新引擎，MIM打开增量市场（精华版）

2025 China Metal Injection Molding Industry2025年中国金属インジェクション成形産業 报告标签：MIM、关键工艺技术、国产化撰写人：许哲玮 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 观点摘要 随着智能手机、可穿戴设备等消费电子产品迎来爆发式增长，金属注射成型（MIM）零件因其高精度、复杂形状和批量生产优势而被广泛应用于电子产品的结构件和功能件。2024年2月，小米14 Ultra钛金属特别版正式发布，该机型的中框采用钛金属材质，MIM工艺一体成型打造，预示着钛合金MIM成为MIM行业未来发展的一个重要突破口。与此同时，新能源汽车轻量化进程加快、制造业逐步向高端化方向转型也是拓展MIM在汽车、医疗、航空航天等领域应用的重要驱动力。本报告将重点梳理中国MIM行业的基础背景、工艺流程及关键工艺技术，并对该行业的市场状况做出具体分析。将会回答的关键问题包括：1）中国MIM行业的工艺流程如何？关键工艺技术有哪些？2）中国MIM行业的市场竞争状况及市场规模如何？ ✓MIM工艺优势显著，下游应用广泛 MIM具备材料利用率高，能耗低；表面粗糙度低，尺寸精度高；零件复杂性高，适合大规模生产；致密性和设计灵活性高；应用范围广泛等优势，广泛应用于3C电子、汽车、医疗等多个领域。 ✓MIM的关键工艺技术包括金属粉末和粘结剂的选择、喂料制备、脱脂与烧结及计算机数值模拟技术 金属粉末与粘结剂是制成高质量MIM产品的关键材料，金属粉末与粘结剂的选择及混合比例决定着后续注射成型、脱脂与烧结等工序的效率及良率；同时，不同MIM脱脂与烧结方法在工作效率、设备成本、资源消耗等方面存在较大差异性；运用计算机数值模拟技术可进行场景模拟并有效调整工艺参数，实现各环节缺陷率的降低。 ✓中国厂商在MIM基本原料和设备上的国产化程度较高 在MIM原料方面，目前国内外喂料整体的性能指标不存在显著差异，喂料自主制备技术成熟；在MIM设备方面，中国厂商在烧结设备领域的国产化程度较高。但在等离子体雾化以及计算机数值模拟等高端设备和技术领域的发展仍比较缓慢，与国外先进厂商相比差距明显。 ✓中国MIM行业竞争格局较分散，市场规模未来增长空间较大 中国MIM行业中处于第一梯队的精研科技和富驰高科占据了25-35%的市场份额，行业集中度相对较低；未来在材料和工艺持续创新、新能源汽车轻量化进程加快、制造业逐步向高端化方向转型等因素驱动下，预计中国MIM的市场规模将从2025年的124.32亿元增长至2030年的220.84亿元，年均复合增长率达12.18%。 ◼金属注射成型的工艺特征 相较于铸造、挤压、机械加工等金属成型工艺，MIM具备材料利用率高，能耗低；表面粗糙度低，尺寸精度高；零件复杂性高，适合大规模生产；致密性和设计灵活性高；应用范围广泛等优势。 ◼MIM综合了粉末冶金和塑料注塑成型两大技术的优点，既突破了传统金属粉末压制成形在产品形状上的限制，又继承了塑料注塑成形技术能大批量、高效率成形复杂零件的特点，相对于其他成型工艺优势显著。 ◼具体而言，MIM具备如下工艺特征：1）MIM材料利用率和加工1kg零件能耗分别为98%和29MJ，材料利用率较高且能耗较低；2）MIM烧结件的表面粗糙度约在0.3-2.4μm区间范围，表面粗糙度较低，尺寸精度较高；3）MIM可成型复杂度较高的零件，且由于模具成型的生产效率较高，MIM适合大批量规模化生产；4）MIM成型的理论密度约98%，致密性较高，且设计灵活性优于其他工艺；5）MIM可应用于医疗、IT电子、军工等多个领域，应用范围广泛。 金属注射成型的工艺特征 ◼金属注射成型的工艺流程 MIM与传统的注塑成型技术工艺相当，在根据客户需求设计并制造注射成型模具后，再进行喂料混炼、注射成型、脱脂、烧结、后处理、检测等系统工艺流程，即可得到最终成品。 ➢五大关键工艺步骤 ◼混炼/喂料制备：金属粉末和粘结剂是喂料的主要组成部分，选定金属粉末和粘结剂后将二者按照一定比例混合，经挤出、制粒后，最终形成颗粒状喂料。 ◼注射成型：MIM成型与传统的注塑成型工艺相似，所用设备基本相同，但由于金属注射料热导率高、强度和韧性较低，对料筒、螺杆、喷嘴、止回环的冲刷磨损远大于塑料，MIM一般采用螺杆式注塑机，且模具设计需注重加热系统、浇口及脱模设计。利用设计好的模具，注射料由进料口加入料筒并加热，然后螺杆将其注射进模具型腔，冷却成型后取出零件并进入下一次注射循环。成型过程中需控制好模具温度、注射压力、成型周期等，否则成型坯易出现尺寸超差、内部孔隙和表面粗糙等缺陷。 ◼脱脂：通过物理或化学方法将生坯中的粘结剂脱除，若选择的工艺参数不恰当会导致脱脂生坯产生变形、表面开裂等缺陷。脱脂后成型坯的大部分粘结剂被去除，剩余小部分以保持坯料形状。 ◼烧结：MIM工艺的最后一道工序，对产品性能起决定性作用。在特定气氛高温环境下，成型坯的剩余粘结剂被完全清除，随后在持续的高温加热影响下，粉末体产生颗粒黏结后坯料逐渐致密化且强度增高，最终收缩至设计尺寸。烧结时成型坯的收缩比较大（普遍在15-20%），因此通过控制烧结时间、温度等参数控制收缩率是核心。 ◼后处理：包括精密加工（CNC加工、研磨抛光等）、表面处理（PVD涂层、电镀、钝化等）、强化处理（热等静压HIP等）、热处理（淬火回火、渗碳氮化等）等。 ◼金属注射成型的关键工艺技术（1/6） 金属粉末的制备与选择是制成高质量MIM产品的基础。目前，水气联合雾化法是MIM用金属粉末的主流制备工艺，与其他工艺比较存在制粉球形度较高、流动性好、成本较低等相对优势。 ◼目前，中国大规模批量化生产MIM用金属粉末的主要制备工艺是水气联合雾化法，应用比例约60%。水气联合雾化制粉具有椭圆微观形貌、比表面积大、工艺相对成熟等优势，但在产品成品率、粉末形貌可控性、氧含量改善等方面与国外先进工艺相比仍存在提升空间。羰基法、气雾化法、水雾化法、气流磨粉碎法、等离子体雾化法是市面上应用的其他制备工艺，其中羰基法仅适用于制备铁、镍、钴等羰基化合物可分解的金属粉末，气流磨粉碎法因耗气量较大而仅适合脆性金属及合金的破碎制粉，一定程度上限制了这两种制备工艺的市场应用；气雾化法和等离子体雾化法主要用于钛合金等高端MIM金属结构零部件的制造。 ◼目前中国等离子体雾化技术研究尚处于起步阶段，主要依赖欧美发达国家技术进口；水雾化法由于存在制备粉末形状不规则、流动性较差等缺陷而不适用于高性能金属与合金材料的制备，主要应用于一些对粉末形状要求不高、成本敏感的领域。 ◼金属注射成型的关键工艺技术（2/6） 金属粉末种类众多，现阶段不锈钢仍是MIM主流应用的金属粉末；根据材料特征不同，不同金属粉末材料制成的MIM产品的应用领域存在一定差异性。 ◼金属粉末性能的好坏是影响MIM后续注射、脱脂、烧结等工艺环节成功率的重要因素，因此，金属粉末的选择是制成高质量MIM产品的基础。理想的MIM用金属粉末需具备粉末粒度小、松装和振实密度较高、颗粒近球形、比表面积较大、纯度高等特征。 ◼目前，不锈钢仍是MIM主流应用的金属粉末，市场占比超50%。根据材料特征不同，不同金属粉末材料制成的MIM产品的应用领域存在一定差异性，如具备高强度、耐腐蚀特性的不锈钢主要应用于医疗、电子等领域；具备高硬度特性的工具钢和硬质金属主要应用于切削和磨削工具；具备轻量化特性的钛合金主要应用于航空航天等高端制造领域。 ◼金属注射成型的关键工艺技术（3/6） 粘结剂是MIM工艺中保证喂料顺利充型和注射生坯固化的关键材料；聚甲醛基粘结剂因具备较高强度和脱脂效率，目前已成为MIM工艺的主流粘结剂体系。 ◼在MIM制备工艺中，粘结剂的主要作用是增加熔融状态下喂料的流动性以及维持注射生坯成型后的形状和强度，是保证喂料顺利充型和注射生坯固化的关键材料。一般而言，理想的MIM用粘结剂应具备流动性好、固化性好、与金属粉末润湿性好、熔点较低等特征。 ◼MIM用粘结剂主要由主粘结剂、骨干粘结剂和表面活性剂三部分构成，其中主粘结剂占50-90%，用于保证体系的流动性，在脱脂过程中需被移除；骨干粘结剂占0-50%，具备高粘度特征，当主粘结剂被脱除后仍需保留，以保证坯体的强度；表面活性剂占0-10%，一般用于改善体系的整体性能。 ◼MIM常用的粘结剂为蜡基、聚甲醛基及水基粘结剂，蜡基、水基粘结剂具备较高的流动性且成本较低，是简单构件中最常用的粘结剂体系，但由于强度和脱脂效率较低无法用于复杂及大型构件，聚甲醛基粘结剂因具备较高强度和脱脂效率，目前已成为MIM工艺的主流粘结剂体系。 ◼金属注射成型的关键工艺技术（4/6） 喂料的品质与混炼过程中金属粉末与粘结剂的比例及性能息息相关；目前国内外喂料整体的性能指标不存在显著差异，喂料自主制备技术成熟；相较于国外竞品，喂料国产化的价格优势显著。 ◼喂料混炼是指将具有不同组分和特性的金属粉末与符合生产要求的粘结剂按照特定比例在混炼机中加热并混合均匀。由此可见，喂料的品质与混炼过程中金属粉末与粘结剂的比例及性能息息相关。从常用喂料的结构构成来看，若按照质量分数划分，金属粉末和粘结剂分别占90%和10%；若按照体积分数划分，金属粉末和粘结剂分别占60-80%和20-40%。 ◼以市场应用较广的316L和17-4PH喂料为例对比部分国产自制喂料与国外竞品喂料的性能指标可知，国内外喂料整体的性能指标不存在显著差异，在熔融指数、烧结密度、收缩率、孔隙率等关键指标上甚至优于国外竞品，表明在喂料制备方面，国产化替代技术成熟。 ◼进一步对比国产自制喂料与国外竞品喂料的市场价格，可以发现，对于304L、316L、17-4PH、Fe-2Ni、低合金钢等MIM常用喂料类型，相较于国内普遍应用的进口BASF喂料，国产自制喂料的市场价格平均节省20%左右，彰显了喂料国产化的价格优势。 ◼金属注射成型的关键工艺技术（5/6） 不同MIM脱脂与烧结方法在工作效率、设备成本、资源消耗等方面存在较大差异性；目前行业内一般采用二步脱脂法（热脱脂+溶剂/催化脱脂）进行脱脂；中国厂商在烧结设备领域的国产化程度较高。 ◼脱脂与烧结是MIM工艺的关键工序之一，其中，脱脂主要是去除喂料中的粘结剂，烧结是在脱脂形成的棕坯件基础上通过高温处理使得粉末颗粒间形成冶金结合。不同脱脂与烧结方法在工作效率、设备成本、资源消耗等方面存在较大差异性，因此，根据制造零件特征及成本预算选择合适的脱脂与烧结方法并优化相关工艺参数对于提高零件纯度、密度和尺寸精度有着重要意义。 ◼热脱脂、溶剂脱脂和催化脱脂是MIM工艺中常用的几种脱脂方法，综合考虑脱脂时间、成本和效率等因素，目前行业内一般采用二步脱脂法，即先采用溶剂或催化脱脂脱除粘结剂中部分可脱除组分，在坯体内部形成连通孔隙，再利用热脱脂去除剩余粘结剂。 ◼目前全球MIM用烧结炉主要有连续式和批次式两种炉型，其中连续式的主要优势是连续工作不停歇，产能较大，但维护成本高、耗电耗气量大，在少量多样低产能生产中的经济价值较低；批次式的主要优势是可在可控时间内完成烧结工作，工作弹性高，但由于装载效率低，在大规模MIM产品生产中不占据优势。从市场竞争格局来看，中国厂商在国内市场份额超80%，设备国产化程度较高。 ◼金属注射成型的关键工艺技术（6/6） 模具设计是影响MIM成品良率的关键环节；部分中国厂商开始将计算机数值模拟技术应用于MIM制程中，在提高成型质量