注射成型工艺过程—注射成型过程
各种注塑机完成注射成型的动作程序可能不完全相同,但其成型的基本过程还就是相同的。现以螺杆式注塑机为例予以说明。从料斗落入料筒中的塑料,随着螺杆的转动沿着螺杆向前输送。在这一输送过程中,物料被逐渐压实,物料中的气体由加料口排除。
在料筒外加热与螺杆剪切热的作用下,物料实现其物理状态的变化,最后呈黏流态,并建立起一定的压力。当螺杆头部的熔料压力达到能克服注射油缸活塞退回时的阻力(所谓背压)时,螺杆便开始向后退,进行所谓计量。与此同时,料筒前端与螺杆头部熔料逐渐增多,当达到所需要的注射量时(即螺杆退回到一定位置时),计量装置撞击限位开关,螺杆即停止转动与后退。至此,预塑完毕。同时,合模油缸中的压力油推动合模机构动作,移动模板使模具闭合。继而,注射座前移,注射油缸充入压力油,使油缸活塞带动螺杆按要求的压力与速度将熔料注入到模腔内。当熔料充满模腔后,螺杆仍对熔料保持一定的压力,即所谓进行保压,以防止模腔中熔料的反流,并向模腔内补充因制品冷却收缩所需要的物料。模腔中的熔料经过冷却,由黏流态回复到玻璃态,从而定型,获得一定的尺寸精度与表面粗糙度。当完全冷却定型后,模具打开,在顶出机构的作用下,将制件脱出,从而完成一个注射成型过程,参瞧下图。
图注射成型过程
1—合模注射;2—保压;3—螺杆预塑、制品顶出
按照习惯,我们把一个注射成型过程称为一个工作循环,而该循环由合模算起,为了明了起见,我们用下面工艺流程图表示。
合模→注射→保压(螺杆预塑)→冷却→开模→顶出制品→合模
注射成型过程包括加料、加热塑化、闭模、加压注射、保压、冷却定型、启模、制件取出等工序。其中,加热塑化、加压射、冷却定型就是注射过程中三个基本步骤。
①加料。每次加料量应尽量保持一定,以保证塑化均匀一致,减少注射成型压力传递的波动。
②塑化。塑料在进入模腔之前要达到规定的成型温度,提供足够数量
的熔融塑料,以保证生产连续进行。熔融料各处温度应均匀一致,热分解产物的含量应最小。可见,塑料塑化的快慢即塑化速度直接影响注塑机的生产率,而塑化的均匀性则影响制品的质量。
③注射。指注塑机用柱塞或螺杆对熔融塑料施加推压力,使料筒内的熔融料经喷嘴、浇道、浇口进入模腔的工序。在注射阶段,主要控制注射压力、注射时间与注射速度来实现充模并得到制件。熔融塑料充模时间一般在几秒或几十秒内完成。它包括充模、压实、补料等过程。
④保压。指注射结束到注射柱塞或螺杆开始后移的这段时间。保压不仅可防止注射压力卸除后模腔内的熔融料倒流入浇道,还可向模腔内补充少量塑料,以补偿体积收缩。
⑤冷却。为使塑料制品具有一定强度、刚性与形状,在模腔内必须要冷却一定时间。制品冷却时间就是保压开始至卸压开模取件为止。
⑥开模取件。模具打开,手动或自动顶出制品。
TPR/TPE热塑性弹性体的注塑成型工艺
TPR的干燥 根据材料的特性和供料情况，一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、熔剂及其它易挥发的低分子物，特别是具有吸湿倾向的TPR含水量总是超过加工所允许的限度。因此，在加工前必须进行干燥处理，并测定含水量。在高温下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小时。已经干燥的材料必须妥善密封保存，以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果，为此采用干燥室料斗可连续地为注塑机提供干燥的热料，对简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率均为有利。干燥料斗的装料量一般取注塑机每小时用料量的2.5倍。 TPR染色 以SBC为基础的TPE在颜色上优于大多数其它TPR材料。所以，它们只需要较少量的色母料就可达到某种特定的颜色效果，而且所产生的颜色比其它TPR更为纯净。一般说来，色母料的粘度应该比TPR的粘度低，这是因为TPR的熔融指数比色母料高，这将有利于分散过程，使得颜色分布更加均匀。 对于以SBS为基础的TPE，推荐采用聚苯乙烯类载色剂。 对于以较硬的SEBS为基础的TPR，推荐采用聚丙烯(PP)载色剂。 对于以较软的SEBS为基础的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。对于较软的品种，不推荐采用PP载色剂，因为复合材料的硬度将受到影响。 对于某些包胶注塑的应用，使用聚乙烯(PE)载色剂可能会对与基体的粘接力产生不利的影响。 注塑前需要清洗料筒 新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。 清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于TPR材料，可用所加工的新料置换出过渡清洗料。TPR的成型温度 在加工注塑过程中，温度的设定是否准确是制品外观和性能好坏的关键。下面是进行TPR加工注塑时温度设定的一些建议。 进料区域的温度应设定得相当低，以避免进料口堵塞并让夹带的空气逸出。当使用色母料时为了改善混合状态，应将过渡区域的温度设定
气体辅助注塑成型的原理及优点 气体辅助注塑成型具有注射压力低、制品翘曲变形小、表面质量好以及易于加工壁厚差异较大的制品等优点，近年来发展很快。它在发达国家用于商业化的塑料制品生产差不多已有20多年。气体辅助注塑成型包括塑料熔体注射和气体（一般采用氮气）注射成型两部分。与传统的注射成型工艺相比，气体辅助注塑成型有更多的工艺参数需要确定和控制，因而对于制品设计、模具设计和成型过程的控制都有特殊的要求。 气体辅助注射成型过程首先是向模腔内进行树脂的欠料注射，然后把经过高压压缩的氮气导入熔融物料当中，气体沿着阻力最小方向流向制品的低压和高温区域。当气体在制品中流动时，它通过置换熔融物料而掏空厚壁截面。这些置换出来的物料充填制品的其余部分。当填充过程完成以后，由气体继续提供保压压力，将射出品的收缩或翘曲问题降至最低。 气体辅助注塑成型的优点： 低的注射压力使残余应力降低，从而使翘曲变形降到最低； 低的注射压力使合模力要求降低，可以使用小吨位的机台； 低的残余应力同样提高了制品的尺寸公差和稳定性； 低的注射压力可以减少或消除制品飞边的出现； 成品肉厚部分是中空的，从而减少塑料，最多可达40％； 与实心制品相比成型周期缩短，还不到发泡成型的一半； 气体辅助注塑成型使结构完整性和设计自由度大幅提高； 对一些壁厚差异较大的制品通过气辅技术可以一次成型； 降低了模腔内的压力，使模具的损耗减少，提高其工作寿命； 减少射入点，气道可以取代热流道系统从而使模具成本降低； 沿筋板和凸起根部的气体通道增加了刚度，不必考虑缩痕问题； 极好的表面光洁度，不用担心会像发泡成型所带来的漩纹现象。 运用气体辅助注塑成型技术后允许设计人员将产品设计得更加复杂，而模具制造商则能够简化模具结构。制品功能不断增加和制品组件的减少使得生产周期缩短，无须进行装配和后期修整工作。在成型CD托盘和机动车电子中心压配层板的生产中表明气体辅助注塑成型能够应用于薄壁制品的生产制造。尺寸稳定性的提高，制品残余应力的减少以及翘曲量的降低是气体辅助注塑成型技术的一个主要优点。气体辅助注塑成型技术的应用将变得越来越复杂多样。现在，可用气体辅助注塑成型技术生产质量从30g～18kg的制品。
一文看懂金属注射成型（MIM）常用材料 一金属注射成型简介 金属注射成型（Metal Injection Molding，MIM）是一种适于生产小型、三维复杂形状以及具有特殊性能要求制品的近净成形工艺。该技术是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。 其基本工艺过程是：将各种微细金属粉末（一般小于20μm）按一定的比例与预设粘结剂，制成具有流变特性的喂料，通过注射机注入模具型腔成型出零件毛坯，毛坯件经过脱除粘结剂和高温烧结后，即可得到各种金属零部件。流程图如下：二理想的MIM金属粉末什么样？ 粉末粒度、振实密度和颗粒形状是决定粉末能否成功用于MIM工艺的关键性能指标。MIM工艺要求原料粉末很细(～10μm) , 以保证均匀的分散度、良好的流变性能和较大的烧结速率。金属粉末微观结构（*2500倍） 理想的MIM 用粉末为：粉末粒度2～8μm ；松装密度 40 %～50 % ；振实密度50 %以上；粉末颗粒为近球形、比表面大。目前，MIM金属粉末原料包括铁、镍、钛、不锈钢、贵金属、超合金等多种材料。同时更在向多样化发展，例如结构材料、功能材料、磁性材料等。生产MIM粉末的方法主要有：羰基法、超高压水雾化法、高压气体雾化法、
等离子体雾化法以及层流雾化法。不同的粉末制备技术对粉末的粒度、颗粒形状、微观结构、化学性质、制造成本等都有不同的影响。 雾化制粉图片来源Lemtech MIM金属粉末相关企业如下：Sandvik(山特维克)Epson ATMIX日本太平洋卡彭特特种金属(常熟)有限公司湖南恒基粉末科技有限责任公司江西悦安超细金属有限公司中泰合金材料有限公司江苏天一超细金属粉末有限公司广州有色金属研究院晋江市中和特种粉末材料公司浙江泰堡金属制品有限公司玉溪大红山矿业有限公司粉末冶金科技分公司苏州豪昇粉末五金制品有限公司深圳威泰克斯粉末冶金股份有限公司深圳市铂科新材料股份有限公司大陆塑天实业有限公司昆山纳诺新材料科技有限公司晋江市中和特种磁性材料有限公司湖南宁乡吉唯信金属粉体有限公司飞而康快速制造科技有限责任公司秦皇岛市雅豪新材料科技有限公司东莞市顶鑫不锈钢公司石家庄利德粉末材料有限责任公司湖州慧金材料科技有限公司大同特殊钢(上海)有限公司广东鸿海金属材料有限公司安泰科技粉末与制品分公司东莞市酬勤包装制品有限公司绵阳西磁新材料有限公司………… 三MIM如何选择粘结剂？ 图：小尺寸工件对粘结剂稳定性的要求越来越高图片来源Makepolo
1注射成型的原理、特点、应用 原理：将粒状或粉状的塑料从注射机的料斗送入配有加热装置的机筒中进行加热熔融塑化，使之成为粘流态的熔体，然后再注射机柱塞的压推作用下，以很高的流速通过机筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合型腔中，经过一点时间的保压冷却定型后，开模分型即可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。 特点： 应用： 2注射成型的工艺过程 答：注射成型工艺过程包括成型前的准备，注射过程和塑件的后处理三部分。 （1）成型前的准备：原料外观的检查和工艺性能测定；原材料的染色及对料粉的造粒；对易吸湿的塑料进行充分的预热和干燥，防止产生斑纹、气泡和降解等缺陷；生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗；对带有嵌件塑料制件的嵌加进行预热及对脱模困难的塑料制件选择脱模剂等。 （2）注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模。注射过程又分为充模、保压、倒流、交口冻结后的冷却和脱模。 （3）塑件的后处理：退火处理、调湿处理。 3注射成型工艺参数：温度、压力、作用时间 温度控制包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度。 料筒温度分布一般采用前高后低的原则，即料筒的加料口（后段）处温度最低，喷嘴处的温度最高。料筒后段温度应比中段、前段温度低5~10°C。对于吸湿性偏高的塑料，料筒后段温度偏高一些；对于螺杆式注射机，料筒前段温度略低于中段。螺杆式注射机料筒温度比柱塞式注射机料筒温度低10~20°C。 压力分为塑化压力和注射压力。 作用时间（只完成一次注射成型过程所需的时间）亦称成型周期。 4注射成型周期包括哪几部分？ 答：注射成型周期包括(1)合模时间(2)注射时间(3)保压时间(4)模内冷却时间(5)其他时间（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件的时间）。 合模时间是指注射之前模具闭合的时间，注射时间是指注射开始到充满模具型腔的时间,保压时间是制型腔充满后继续加压的时间，模内冷却时间是制塑件保压结束至开模以前所需要的时间，其他是是指开模,脱模,涂脱磨剂,安放嵌件的时间。 塑件的结构工艺性设计
金属注射成型综述要点
河南工程学院 《机械工程材料与成形工艺》考查课 专业论文 金属注射成型 学生姓名： 学院： 专业班级： 专业课程： 任课教师： 201 年月日
摘要 金属注射成形(Metal Injection Molding,简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制高、耐磨性好的 制品，近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。金属注射成形的基本工艺步骤是：首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品。 关键词：金属注射成形粘结剂脱脂烧制
一、金属粉末注射成型的发展现状及现状 1. 国外概况 金属粉末注射成型工艺技术的开拓者是美国的Parmatech公司。该公司的航天燃料专家Wiech博士于1973年发明了MIM技术。以Riverst和Wiech于70年代发明的专利为起点，开始了金属粉末注射成形技术。Parmatech于70年代末注射成型铌火箭喷嘴获得MPIF 奖。但由于该技术的独特优点和先进性，被美国列为不对外扩散技术加以保密，直到1985年才向全世界公布这一技术，而在这期间美国国内的MIM技术得以成熟并迅速发展形成产业化。该项技术向世界披露后得到世界各国政府、学术界、企业界的广泛重视，并投入了大量人力物力和财力予以开发研究。其中日本在研究上十分积极而且表现突出，许多大型株式会社参与了MIM技术的工业化推展。目前日本有四十余家企业从事MIM制品的生产，每家公司的利润都十分可观。2000年世界粉末冶金会议在日本召开，并专门设立了MIM技术论坛。继日本快速发展之后，台湾、韩国、新加坡、欧洲和南美的MIM 产业也雨后春笋般的发展起来，其中德国的BASF公司以其独特的黏结剂配方成立了专门的MIM产品喂料生产线，在全世界范围内进行技术辅导和喂料的销售，获得了较大的商业利润。 德国BASF公司的Bloemacher于90年代初开发的MIM工艺成为MIM实现产业化的一个重大突破。它采用聚醛树脂作为粘结剂,并在酸性气氛中快速催化脱脂,不仅大大缩短了脱脂时间,而且这种催化脱脂能在低于粘结剂的软化温度下进行,避免了液相的生成,有利于
云硕航材控1505 U201511225
1.预习部分 1）塑料注射成型的概念 （1）注射成型周期 注射成型周期是指模具连续生产时，完成一次注射成型工艺过程所需的时间，它由注射时间、保压时间、冷却时间和辅助时间组成。（2）注射成型的主要缺陷 短射（Short shot）：短射又称欠注、充填不足、制件不满、走胶不齐等，是指型腔未完全充满，使得制件不饱满、塑件外形残缺不完整的现象。产生的机理是熔体在流向末端的过程中冷却。 飞边（Flash）：飞边又称溢料、溢边、毛边、批锋等，是指在模具的不连续处（通常是分模面、排气孔、排气顶针、滑动机构等）过量充填造成塑料外溢的瑕疵。产生的机理是注射和保压过程中锁模力不够，或是无法沿分型面将模具锁紧，模板间隙超过了塑料的溢料值。 熔合纹（Weld/meld lines）熔合纹又称熔接痕、熔接不良、熔合缝、缝合线等，是指各塑料流体前端相遇时在制品表面形成的一条线状痕迹，不仅有碍制品的美观，而且影响制品的力学性能。产生的机理是由若干熔体在型腔中汇合在一起时，在其交汇处彼此不能熔合为一体而形成线状痕迹。 翘曲（Warpage）翘曲是指制品产生弯曲或扭曲现象，导致平坦的地方有起伏，直边朝里或朝外弯曲或扭曲，产生的机理是高分子链在
成形中产生残余应力，脱模时制品的外部约束去除，残余应力的存在造成不同程度的变形。 还有喷射（Jetting）气穴（Air Traps）滞流（Hesitation）过保压（Overpacking）凹陷/空洞（Sink marks and voids）烧痕（Burn marks）Flow marks）银线痕（Silver streaks）裂纹（Crack）等等。 （3）成型的主要工艺对于缺陷,质量的影响 注射速度：主要影响熔体在型腔内的流动行为，通常伴随着注射速度的增大，熔体流速增加，剪切力作用增强，熔体内温度因剪切发热而升高，粘度降低，所以有利于充模。并且制品的融合纹强度也增加。但是，由于注射速度增大，可能使熔体从层流变为湍流，严重时会引起熔体在膜内喷射而造成空气无法排出，这部分空气在高压下被压缩迅速升温，会引起制品局部烧焦或分解。 还存在注射压力、注射温度、注射时间等参数对实验存在较大影响。 2) 塑料注射成型实验的目的与方案 目的：通过本环节的实验，了解塑料的加工性质及性能特点、注射机的操作原理及运动过程，具体来讲包括模具与注射机的关系、塑料塑化过程中温度、压力、时间、位置各要素的作用及调整等。通过实验对塑料注射成型过程、注射成型工艺参数及塑料注射成型模具有更为深刻的认识。 方案：A,针对两组模具，分别进行实际的注射加工操作，并进行分组实验和正交实验，观察并记录注射过程中参数及结果，
注塑成型工艺条件调试规定 1.0目的 制定本规定的目的，是对注塑工艺参数在设置、变更和记录、监督过程中可以标准化操作的部分进行规范，提高工艺参数的稳定性和再现性，减少注塑车间在换模、换料的生产切换过程中材料的损耗与工时的浪费，达到提高生产效率、稳定产品品质的目的。 2.0范围 适用注塑车间注塑机工艺参数的设置与管理 3.0职责 3.1调机员：正确的使用标准成型工艺，并对存在的问题及时向领班反馈,配合领班完成对异常情 况的处理。 3.2领班：正确的使用标准成型工艺，当因机器、模具、材料、运水等原因原标准成型工艺参数 不适用时，根据实际情况作出相应改变以保证生产的进行并配合在工艺改变后IPQC的品质确 认工作。并将工艺变更情况向主管汇报。 3.3主管:发布和认可标准成型工艺，确认工艺变更的正确性并完成相应记录。对不正确的工艺进 行修改并将原因告示领班和技术员，确保生产是在正常和经济的状态下进行。 4.0标准成型工艺参数的设置和调整的一般原理和注意事项 4.1设置成型参数的一般原理和注意事项。 4.1.1合模参数的设定。合模一般分为四段。 4.1.1.1慢速开始：为使机器平稳启动、合模应以慢速开始。 4.1.1.2快速到位：动模板在合模油缸推动下快速运动，以缩短工作周期。 4.1.1.3低压保护：油缸低压低速运动，以保护模具安全。对于三板模或有斜顶、铲机 结构的模具，动、定模接触时应适当降低速度和压力。 4.1.1.4高压合模：以所需的合模力锁紧模具。应选用最低而又不使成品产生毛边的合 模力，既能提高效率又能延长机器模具寿命。 4.1.2开模参数的设定。开模一般分为三段。 4.1.2.1慢速开模：为不使产品撕裂、变形，应以慢速开模开始。 4.1.2.2快速到位：模具一经打开，应转为快速开模到位，以缩短工作周期。但对于三 板模具、有斜顶滑块的模具，在动、定模分离时应适当设定速度和压力，减轻 对模具和机器的冲击和降低噪音。 4.1.2.3慢速终止：将到终点时，为防止惯性产生冲击，应由中速转为慢速终止。 4.1.3顶出和顶退参数的设置。要注意提高生产效率、保护模具和降低噪音。 4.1.3.1顶出应选用能使模具顶出机构正稳运动的最高速度。必须保证产品不能出现变 形、白化、撕裂等顶出动作导致的缺陷。 4.1.3.2顶退应选用能使顶出机构平稳复位的较低压力和较高速度。
成型工艺流程及条件介绍第一節成型工艺 1.成型工艺参数类型 (1). 注塑参数 a.注射量 b.计量行程 c.余料量 d.防诞量 e.螺杆转速 f.塑化量 g.预塑背压 h.注射压力和保压压力 i.注射速度 (2)合模参数 a.合模力 b.合模速度
c.合模行程. d.开模力 e.开模速度 f.开模行程 g.顶出压力 h.顶出速度 i.顶出行程 2.温控参数 a.烘料温度 b.料向与喷嘴温度 c.模具温度 d.油温 3.成型周期 a.循环周期 b.冷却时间 c.注射时间
d.保压时间 e.塑化时间 f.顶出及停留时间 g.低压保护时间 成型工艺参数的设定须根据产品的不同设置. 第二节成型条件设定 按成型步骤:可分为开锁模,加热,射出,顶出四个过程. 开锁模条件: 快速段中速度 低压高压速度 锁模条件设定: 1锁模一般分: 快速→中速→低压→高压 2.快锁模一般按模具情况分,如果是平面二板模具,快速锁模段可用较快速度,甚至于用到特快,当用到一般快速时,速度设到55-75%,完全平面模可设定到
80-90%,如果用到特快就只能设定在45-55%,压力则可设定 于50-75%,位置段视产品的深浅(或长短)不同,一般是开模 宽度的1/3. 3.中速段,在快速段结束后即转换成中速,中速的位置一般 是到模板(包括三板模,二板模)合在一块为止,具体长度应 视模板板间隔,速度一般设置在30%-50%间,压力则是 20%-45%间. 4.低压设定,低速设定一般是在模板接触的一瞬间,具体位 置就设在机台显示屏显示的一瞬间的数字为准,这个数字一般是以这点为标准,,即于此点则起不了高压,高于此点则大,轻易起高压.设定的速度一般是15%-25%,视乎不同机种而定,压力一般设定于1-2%,有些机则可设于5-15%,也是视乎不同机种不同. 5.高压设定,按一般机台而言,高压位置机台在出厂时都已 作了设定,相对来讲,是不可以随便更改的,比如震雄机在 50P.速度相对低压略高,大约在30-35%左右,而压力则视乎 模具而定,可在55-85%中取,比如完全平面之新模,模具排气良好,甚至于设在55%即可,如果是滑块较多,原来生产时毛 边也较多,甚至于可设在90%还略显不足. 加热工艺条件设定
金属粉末注射成型技术集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
金属粉末注射成型技术金属粉末注射成型技术(MetalPowderInjectionMolding，简称MIM)是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。 美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。到目前为止，美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工--爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司，其MIM工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美
塑料注射成型工艺中成型零部件 摘要随着塑料制品在日常生活中的广泛利用，人们对塑料制品的质量与数量要求日趋提高，而国内塑料制造行业所掌握的技术普遍相对落后，要提高我国塑料行业的整体竞争力，对成型模具的研究与改进是必须的。实际上塑料注射所用的模具（简称注射模一一实现注射成型工艺的重要工艺装备）成型技术已成为衡量一个国家塑料制造水平的重要标志之一。本文介绍了几种塑料成型工艺中重要模具的特点，并对不同种类凹模凸模的结构和使用条件进行探究。 关键词塑料成型；注塑机；凹模；凸模 中图分类号TS91 文献标识码A 文章编号1674-6708 （2016 ）162-0149-02 注射成型（注塑）是一种将已经在加热料筒中预先均匀塑化的热固性或热塑性材料，高速推挤到闭合模具的模腔中用以成型工业产品的生产方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑方法又可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机或注塑机）是一种常用的塑料成型设备，它利用塑料成型模具将热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。 我国的注塑机从无到有，从单一品种到多品种，已经有
了长足的发展。但相比于其他如德国等制造工艺技术发达的 国家，我国的塑料工业还处于初级发展阶段，所以注塑成型 在我国的高分子材料发展进程中有着广阔的前景。同时随着塑料制品在日常社会中得到广泛利用，塑料注射成型所用的模具（简称注射模，它是实现注射成型工艺的重要工艺装备）技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 注射模的基本组成： 1）成型零部件； 2）浇注系统：浇注系统是指注塑机喷嘴将塑料喷出后，流体到达模具型腔前所流经的通道； 3）导向机构：导向机构是用于保证动、定模合模时准确对合； 4）支承零部件：支承零部件是指起支持作用的零部件轴承，常与导向机构组合构成模架； 5）推出机构：推出机构是将模具中已经完成成型后的塑件及浇注系统中的凝料推出模具的装置； 6）侧向分型与抽芯机构：该机构将成型孔、凹穴或凸台的型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出，合模时又将其复位； 7）温度调节系统：满足注射工艺对模温的要求； 8）排气系统：将型腔内的气体排出模外。 其中，成型零部件是指直接与塑料接触或部分接触，并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件，它们是模具的核心 零件。包括型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。
第八章注塑成型过程 及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题 1．注塑成型过程的流变分析 1．1注塑成型过程简介 注塑成型，又称注射模塑，是热塑性塑料制品重要的成型方法。可用于生产形状结构复杂，尺寸精确，用途不同的制品，产量约占塑料制品总量的30%。近年来，热固性塑料，越来越多的橡胶制品，带有金属嵌件的塑料制品也采用注射成型法生产。精密注射成型，气辅注射成型，多台注射机共注射及注射成型过程的全自动控制等为注射成型工艺发展的新领域。 注塑成型的主要设备是柱塞式或螺杆式往复注射机，以及根据制品要求设计的注射模具。塑化好的熔体靠螺杆或柱塞的推力注入闭合的模腔内，经冷却固化定型，开模得到所需的制品（见图8-1）。 图8-1 典型注射成型设备示意图 注塑过程是循环往复、连续进行的。全部注塑过程由一个主循环和两个辅助工序组成，见图8-2。 图8-2 注塑过程循环示意图 与该过程相对应，一个循环中模腔内物料承受的压力随时间或温度的变化曲线如图8-3所示。图中各段时间的总和为一个注塑成型周期。 图8-3 典型注塑周期的程序图 1－柱塞前进时间；2－合模时间；3－开模时间；4－残余压力； a－静置时间；b－充模时间；c－保压时间；d－倒流时间；e－封口时间； f－封口后冷却时间
要得到令人满意的注塑制品，除掌握准确的时间程序外，还要借助于流变学理论，掌握模腔内的物料填充情况，即掌握流道和模腔内的压力变化程序和温度变化程序。 目前已经能够运用流变学和传热学理论，采用计算机辅助设计方法，数值计算模具设计中遇到的一些与流道设计、传热管路设计有关的问题，数字模拟流道和模腔内的物料填充图和压力、温度场分布图，为模具设计提供有价值的资料。 但是由于各种模具内流道形状复杂，模具温度不稳定，物料注射速度高，非牛顿流动性突出，流动过程间歇，所以对这样一个复杂的注射过程要求得其精确解几乎是不可能的。 下面首先运用流变学基本方程，结合若干经验公式，对注模过程中模腔内压力的变化进行分析，说明一些有意义的现象；然后介绍注射模具计算机辅助设计中的流变学方法。 一般螺杆式往复注射机及模具的功能区段可分为三段：塑化段，注射段，充模段。 塑化段同螺杆挤出机，物料在其中熔融、塑化、压缩并向前输送。 注射段由喷嘴、主流道、分流道、浇口组成，物料在其中的流动如同在毛细管流变仪中的流动。 充模段是关键，熔体由浇口进入模腔，发生复杂的三维流动以及不稳定传热、相变、固化等过程，流动情况十分复杂。 为简便起见，选择几何形状最简单的圆盘形模具和管式流道入口进行研究。 1．2 简化假定和基本方程 圆盘形模具和管式流道入口示意图见图8-4。设盘形模具的模腔半径为*R ，厚度为Z ，壁温保持为T 0 ，浇口在圆盘中心，半径为0R ，温度为 1T 的熔体从浇口注入模腔，并以辐射状从中心向四周流动。 图中取柱坐标系（r 、θ、z ），在圆盘中物料沿半径 r 方向流动，故r 方向为主流动方向，不同z 高度流层的流速不同，故z 方向为速度梯度方向，θ方向为中性方向。 图8-4 采用柱坐标系绘出的圆盘形模具和管式流道入口 1－温度为T 1的熔体；2－＂冻结＂的聚合物皮层；3－流前；4－喷嘴；
金属粉末注射成型技术(新编 版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0052
金属粉末注射成型技术(新编版) 金属粉末注射成型技术(MetalPowderInjectionMolding，简称MIM)是将现代塑料喷射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(~150℃)用喷射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比，具有精度高、组织均匀、性能优异，生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此，国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命，被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。
美国加州Parmatech公司于1973年发明，八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术，并得到迅速推广。特别是八十年代中期，这项技术实现产业化以来更获得突飞猛进的发展，每年都以惊人的速度递增。到目前为止，美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极，并且表现突出，许多大型株式会社均参与MIM工业的推广，这些公司包括有太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工--爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司，其MIM 工业产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。到目前为止，全球已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造业中最为活跃的前沿技术领域，被世界冶金行业的开拓性技术，代表着粉末冶金技术发展的主方向MIM技术。 金属粉末喷射成型技术是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科透与交叉的产物，利用模具可喷射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状
第4章 塑料注塑成型工艺 4.1 注射工艺参数选择 试模目的之一是为正式生产寻找最佳的成型工艺条件，因此试模的工艺选择应该严格遵守注射工艺规程，按正常的生产条件试模，这样才会使模具中存在的问题得到充分暴露，试模结果对修模才有指导作用。工艺参数选择主要是温度、压力和时间的选择。首次选择各个工艺参数时可以根据经验值、一般成型理论提供的参考值或设计时的CAE 模拟软件的给定值。 4.1.1温度 注射成型过程需要控制的有料筒温度、模具温度、喷嘴温度等。料筒和喷嘴温度决定熔体温度。 料筒温度的分布原则时从加料口到喷嘴由低到高的，这样能使塑料逐步塑化。料筒温度的选择与塑料特性的关系最大。每一种塑料有不同的流动温度（f t ）或熔点（m t ），对非结晶塑料，料筒末端最高温度应高于f t ；对结晶型塑料，料筒末端最高温度应高于m t ，但它们都必须低于各自的分解温度d t ，即料筒末端最高温度范围在()f m t ～d t 之间。对于()f m t ～d t 区间狭窄或热敏性易分解的塑料，料筒最高温度应偏低，比()f m t 稍高即可；反之，对于()f m t ～d t 区间较宽或热稳定性较好的塑料，则可高些，即比()f m t 高的多，因为这样有利于成型和提高生产效率。 喷嘴温度通常应略低于料筒的最高温度，这样可以防止熔体在喷嘴处“流涎”，对热敏性塑料还可以避免喷嘴处因高速摩擦热带来过度的温升而导致分解现象。 此外，料筒和喷嘴的温度选择，还应考虑高聚物的平均分子量及其分布，塑料配方的组成、制品的形状及其厚薄、注射机的种类，以及其他工艺条件等因素，综合考虑，以便确定最佳的数值。 模具温度对制品的外观质量内在的性能影响很大，同时也影响注射成型的劳动效率。 热塑性塑料注射时，模具温度应低于料温，它是冷却定型过程。 模具温度的高低取决于塑料的特性（结晶与否）、制品的结构于尺寸、制品性能要求以及其他工艺条件。 无定型塑料熔体注入模腔后，不发生相转变，主要影响熔体粘度，影响充模速度。在顺利充模情况下，模温低可提高生产率。但对那些高粘度塑料，应采用较高模温，这样可调整制品冷却速率，以防止制品内外层温差过大而产生的凹痕、内应力和裂纹等缺陷。
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 注塑成型工艺流程及工艺参数 塑件的注塑成型工艺过程主要包括填充——保压——冷却——脱模等4个阶段，这4个阶段直接决定着制品的成型质量，而且这4个阶段是一个完整的连续过程。 1、填充阶段 填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高，但是实际中，成型时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。 高速填充。如图1-2所示，高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。λ 低速填充。如图1-3所示，热传导控制低速填充时，剪切率较低，局部粘度较高，流动阻力较大。由于热塑料补充速率较慢，流动较为缓慢，使热传导效应较为明显，热量迅速为冷模壁带走。加上较少量的粘滞加热现象，固化层厚度较厚，又进一步增加壁部较薄处的流动阻力。λ 由于喷泉流动的原因，在流动波前面的塑料高分子链排向几乎平行流动波前。因此两股塑料熔胶在交汇时，接触面的高分子链互相平行；加上两股熔胶性质各异（在模腔中滞留时间不同，温度、压力也不同），造成熔胶交汇区域在微观上结构强度较差。在光线下将零件摆放适当的角度用肉眼观察，可以发现有明显的接合线产生，这就是熔接痕的形成机理。熔接痕不仅影响塑件外观，同时由于微观结构的松散，易造成应力集中，从而使得该部分的强度降低而发生断裂。 一般而言，在高温区产生熔接的熔接痕强度较佳，因为高温情形下，高分子链活动性较佳，可以互相穿透缠绕，此外高温度区域两股熔体的温度较为接近，熔体的热性质几乎相同，增加了熔接区域的强度；反之在低温区域，熔接强度较差。 2、保压阶段 保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成
气辅注塑与水辅注塑基于相似的工艺技术，因此，其适用范围也类似。那么，这两种技术之间的差别在哪里？这两种技术各自的适用范围都在哪里？ 气辅注塑成型作为一项非常成熟的技术已经在塑料加工业有了多年的应用历史，其中该技术一个最重要的应用领域就是厚壁塑件的生产，例如生产手柄及其类似产品等。板型件或其他具有局部加厚区的塑件也是气辅注塑重要的应用领域。 与之相对应的水辅注塑成型技术却是一项新技术，从德国塑料加工研究所（IKV）公布水辅注塑技术的初步成果到现在还只有六个年头，然而，这种技术一直快速发展着。水辅注塑技术发明不久，人们便利用该技术加工出一种超市手推车配件。之后，人们利用水辅注塑成型批量生产的手柄与截面积大的杆形塑件。从实际生产来看，具有功能空间或流道的塑件开始越来越多地应用水辅注塑成型技术。 巴顿菲尔以IKV完成的基础研究和其在气辅注塑技术领域的经验为基础，开发出了组合式水辅注塑成型生产系统。该生产系统由压力产生器、压力控制模块和控制装置组成。同时，适应特殊要求的专用注射器组件也被开发出来。巴顿菲尔拥有经销商标名为“Airmold”（气辅注塑）和“Aquamold”(水辅注塑)的两种产品。 水与氮气的比较优势 气辅注塑技术被用于生产杆型部件时能够减轻部件重量与周期时间。气辅注塑也有助于大幅降低或者完全消除平面塑件的壁厚区域、变形和皱缩痕迹，从而提高塑件质量。 水的导热率约为氮气的40倍，热容量是氮气的4倍。除了普通模具冷却以外，注水会引起塑件的“内部冷却”，与气体相比，冷却时间缩短达70%，塑件达到所需脱模温度要快很多。同时，水也是一种不可压缩和价廉的介质。 用水来代替氮气将使模腔内表面质量更好。除了可以加工更大的部件以外，水辅注塑形成更均匀的壁厚，降低了残余壁厚。 水辅注塑与气辅注塑可以被用于不同的工艺方法中。他们在机器的使用方面并无不同，但在模具设计与工艺控制上有所区别。水辅注塑是类似气辅注塑的两步过程：首先模腔部分完全地被熔体填充；在第二步中，注射水形成空腔。 水辅注塑设备的特点 水辅注塑设备的设计必须满足与气辅注塑相近的条件。这是因为多数工艺技术是以气辅注塑为基础。但是，水辅注塑也有其自身的特点。从塑件上看，除排水与排除氮气相比更为复杂，需要通过重力以及通入压缩气体完成塑件的“排水”。为了防止腐蚀，水一定不能与模具表面接触。 水辅注塑需要极高的注水能力确保壁厚分布均匀以及高的表面质量。为此，巴顿菲尔开发出了合适的压力控制模式。供水装置在极高的流速下运转，可以达到350bar的压力。为了把水注入到熔体中，必须利用截面积比气辅注塑大的注射组件，这对于水以足够速度渗透到熔体中是必不可少的。 巴顿菲尔的水辅注塑压力生成装置被设计成独立式装置，能同时向多台注塑机提供压力。通过Unilog B4移动控制装置对水压调控组件进行控制，一般来说，它们也可以被用在其他制造商出品的机器上。 气辅与水辅的经济性对比 为了对塑件的经济生产做出正确决策，巴顿菲尔与科隆理工大学合作，利用实验性模具比较了以下5种工艺： 传统注塑 短射出气辅注塑 全射出气辅注塑 短射出水辅注塑 全射出水辅注塑 为了获得有意义的结果，有必要利用在所有工艺中都采易于处理的材料。然而，原材料制造商刚刚开始优化水辅注塑用材料。当由水辅注塑进行塑料加工时，一些材料易于形成泡沫、缩孔或侧槽。另外，还有一些材料会因为水的原因引起开裂、起泡与不可复制的性能。在一些玻纤填充材料中，玻纤可能会被洗掉，导致粗糙的内表面。因此，本实验选择了以下三种材料： 拜耳的PA66 Durethan BKV 30GH 杜邦的PBT Crastin T803 帝斯曼的PP。 塑件是在巴顿菲尔TM 4500/2800 Unilog B4注塑机上进行加工的。该塑机锁模力为4500kN，装备有用于气辅与水辅注塑模式的界面。水辅注塑模具一般比气辅模具要贵，其原因是制造模具所用的钢材不同。水辅注塑模具所用的钢材质量更高（坚固的镀镍层或氮化钛涂层对于保护水辅注塑模具不受腐蚀是必不可少的）。
新疆农业大学机械交通学院 2015-2016 学年一学期 《金属工艺学》课程论文 2015 年 12 月 班级机制136 学号220150038 姓名侯文娜 开课学院机械交通学院任课教师高泽斌成绩__________
金属粉末注射成型工艺概论 作者：侯文娜指导老师:高泽斌 摘要：金属注射成形时一种从塑料注射成形行业中引申出来的新型粉末冶金近净成型技术，这种新的粉末冶金成型方法称作金属注射成型。 关键词：金属粉末注射成型 一：金属粉末注射成型的概念和原理、 粉末冶金不仅是一种材料制造技术，而且其本身包含着材料的加工和处理，它以少无切削的特点越来越受到重视，并逐步形成了自身的材料制备工艺理论和材料性能理论的完整体系。现代粉末冶金技术不仅保持和大大发展了其原有的传统特点（如少无切削、少无偏析、均匀细晶、低耗、节能、节材、金属非金属及金属高分子复合等），而且已发展成为支取各种高性能结构材料、特种功能材料和极限条件工作材料、各种形状复异型件的有效途径。近年来，粉末冶金技术最引人注目的发展，莫过于粉末注射成型（MIN）迅速实现产业化，并取得突破性进展。 金属注射成型（Metal injection Molding），简称MIM，是传统的粉末冶金工艺与塑料成型工艺相结合的新工艺，是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科交叉的产物，是粉末冶金和精密陶瓷成型加工领域中的新技术，利用磨具可注射成型，快速制造高密度、高精度、复杂形状的结构零件，能够快速准确的将设计思想转变为具有一定结构、功能特性的制品，并可直接批量生产出零件，是制造技术行业一次新的变革。 其注射机理为：通过注射将金属粉末与粘结剂的混合物以一定的温度，速度和压力注入充满模腔，经冷却定型出模得到一定形状、尺寸的预制件，再脱出预制件中的粘结剂并进行烧结，可得到具有一定机械性能的制件。其成型工艺工艺流程如下：金属粉末，有机粘接剂—混料—成型—脱脂—烧结—后处理—成品。 二：金属粉末注射成型工艺流程 2.1金属粉末的选择：首先根据产品的技术要求和使用条件选择粉末的种类，然后决定粉末颗粒尺寸。金属粉末注射成型所用的粉末颗粒尺寸一般在 0.5-20μm；从理论上讲，粉末颗粒越细，比表面积也越大，颗粒之间的内聚力也越大，易于成型和烧结。而传统的粉末冶金工艺则采用大于40μm的较粗粉末。粉末的选择要有利于混炼、注射形成、脱脂和烧结，而这往往是互相矛盾的，对于MIM的原料粉末要求很细，MIM原料粉末价格一般较高，有的升值达到传统PM 粉末价格的10倍，这是目前限制MIM技术广泛应用的一个关键因素，目前生产MIM用原料粉末的方法主要有超高压水雾化法、高压气体雾化法等。 2.2粘接剂；粘接剂是MIM技术的核心，在MIM中粘接剂具有增强流动性
塑料注射成型工艺中成型零部件 注射成型（注塑）是一种将已经在加热料筒中预先均匀塑化的热固性或热塑性材料，高速推挤到闭合模具的模腔中用以成型 工业产品的生产方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑 方法又可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机 或注塑机）是一种常用的塑料成型设备，它利用塑料成型模具将 热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。 我国的注塑机从无到有，从单一品种到多品种，已经有了长足的发展。但相比于其他如德国等制造工艺技术发达的国家，我国的塑料工业还处于初级发展阶段，所以注塑成型在我国的高分子材料发展进程中有着广阔的前景。同时随着塑料制品在日常社会中得到广泛利用，塑料注射成型所用的模具（简称注射模，它是实现注射成型工艺的重要工艺装备）技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 注射模的基本组成： 1）成型零部件； 2）浇注系统：浇注系统是指注塑机喷嘴将塑料喷出后，流 体到达模具型腔前所流经的通道； 3）导向机构：导向机构是用于保证动、定模合模时准确对 合；
4）支承零部件：支承零部件是指起支持作用的零部件轴承，常与导向机构组合构成模架； 5）推出机构：推出机构是将模具中已经完成成型后的塑件 及浇注系统中的凝料推出模具的装置； 6）侧向分型与抽芯机构：该机构将成型孔、凹穴或凸台的 型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出，合模时又将其复位； 7）温度调节系统：满足注射工艺对模温的要求； 8）排气系统：将型腔内的气体排出模外。 其中，成型零部件是指直接与塑料接触或部分接触，并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件，它们是模具的核心零件。包括型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。 这里主要对成型零部件中凹模、凸模的结构进行分类，以及对其使用条件进行分析。 1凹模结构分类 凹模也可以称作型腔或者凹模型腔，是用来成型塑件外形轮廓的主要零件。可在安装在定模上也可以安装在动模上。凹模的类型有很多，凹模按外形可以分为圆形和矩形；按刃口有平刃和斜刃；按结构形式不同则可以把它们分为整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶拼组合式凹模、大面积镶拼组合式凹模。 1.1整体式凹模 整体式凹模是由整块材料制作加工而成。这种凹模结构相对 比较简单，具有较高的强度和较好的刚性，不易使塑件因加工过 程中产生的拼接缝痕迹而出现质量问题，也可以使注射模中成型零件的数量大大减少，从而提高了模具的装配效率，也使整个模具的外形尺寸和结构得到一定程度的缩小。 但常出现的问题是塑件热处理不方便，如果整体式凹模用来成型