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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) , 而且已发展成为制取各种高性能结构材料、特种功能材料和极限条件下工作材料、各种形状复杂的异型件的有效途径。
近年来, 粉末冶金技术最引人注目的进展, 莫过于粉末注射成型(MIM )迅速实现产业化, 并取得突破性进展。
[1]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，利用模具可注射成型, 快速制造高密度、高精度、复杂形状的结构零件, 能够快速准确地将设计思想转变为为具有一定结构、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[2]。
其注射机理为:通过注射机将金属粉末与粘接剂的混合物以一定的温度，速度和压力注人充满模腔，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接剂并进行烧结，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．金属粉末注射成型的工艺流程[3]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的较粗的粉末。
2.2有机粘接剂的选择由于有机粘接剂的作用是粘接金属粉末颗粒，使混合料具有流变性和润滑性，因此粘接剂的选择是整个粉末注射成型的关键。
金属粉末注射成型技术范文金属粉末注射成型技术，通常称为金属粉末注射成型（MIM），是一种集金属粉末冶金和塑料注射成型技术于一体的先进制造技术。
它采用了金属粉末与塑料模具注射成型的工艺，利用金属粉末经过混合、注射成型、脱模和烧结等步骤制造出金属部件。
MIM技术具有高精度、高复杂性、高效率和低成本等优势，被广泛应用在汽车、通信、医疗器械等领域。
MIM技术的原理主要包括金属粉末的混合、注射成型、脱模和烧结四个步骤。
首先，将金属粉末与塑料粉末按一定比例混合均匀，获得金属粉末与塑料的混合粉末。
然后，将混合粉末装入注射机中，通过高压注入塑料模具中。
在注射成型过程中，金属粉末与塑料粉末一起被热塑软化，并填充模具的空腔，形成所需的形状。
注射成型完成后，将模具放入烧结炉中，进行烧结处理。
在高温下，塑料燃烧殆尽，金属粉末颗粒开始发生烧结，并逐渐形成致密的金属部件。
MIM技术具有以下优势，使其成为制造领域的热门技术之一。
首先，MIM技术可以制造出具有高精度和高复杂性的零部件。
相较于传统的冲压和加工工艺，MIM技术可以实现更小尺寸、更精准形状和更复杂结构的部件制造。
其次，MIM技术可以提高生产效率和降低生产成本。
MIM技术可以实现大规模生产，每小时可注射成千上万个零件，大大提高了生产效率。
此外，MIM技术还可以节省材料和资源，减少废品率和二次加工，从而降低了生产成本。
第三，MIM技术可以制造出高性能的金属部件。
通过MIM技术制造的金属部件具有优异的物理和机械性能，如高强度、高硬度和耐磨性等。
因此，MIM技术广泛应用于汽车、通信、医疗器械等领域。
然而，MIM技术也存在着一些挑战和限制。
首先，MIM技术对原材料的要求较高。
金属粉末的粒径、流动性和化学性质等对最终产品的质量和性能有着重要影响。
因此，需要选择合适的金属粉末和混合工艺，以获得理想的成品。
其次，MIM技术的工艺复杂，需要控制好注射成型的温度、压力和时间等参数。
任何细微的变化都可能导致产品质量的下降或失败。
粉末注射成型技术介绍粉末注射成形概述：粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）由金属粉末注射成形（Metal Injection Molding，MIM）与陶瓷粉末注射成形（Ceramics Injection Molding，CIM）两部分组成，它是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术，它是将塑料注射成形技术引入到粉末冶金领域而形成的一种全新的零部件加工技术。
MIM的基本工艺步骤是：首先选取符合MIM要求的金属粉末和黏结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和黏结剂混合成均匀的喂料，经制粒后再注射成形，获得成形坯（Green Part），再经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品（White Part）。
粉末注射成形技术的特点：粉末注射成形能像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷零部件。
该工艺技术利用注射方法，保证物料充满模具型腔，也就保证了零件高复杂结构的实现。
以往在传统加工技术中，对于复杂的零件，通常是先分别制作出单个零件，然后再组装；而在使用PIM技术时，可以考虑整合成完整的单一零件，这样大大减少了生产步骤，简化了加工程序。
1、与传统的机械加工、精密铸造相比，制品内部组织结构更均匀；与传统粉末冶金压制∕烧结相比，产品性能更优异，产品尺寸精度高，表面光洁度好，不必进行再加工或只需少量精加工。
金属注射成形工艺可直接成形薄壁结构件，制品形状已能接近或达到最终产品要求，零件尺寸公差一般保持在±0.10%～±0.30%水平，特别对于降低难以进行机械加工的硬质合金的加工成本、减少贵重金属的加工损失尤其具有重要意义。
2、零部件几何形状的自由度高，制件各部分密度均匀、尺寸精度高，适于制造几何形状复杂、精度密高及具有特殊要求的小型零件(0.2～200g)。
3、合金化灵活性好，对于过硬、过脆、难以切削的材料或原料铸造时有偏析或污染的零件，可降低制造成本。
2024年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、三维复杂形状的结构零件，能够快速准确地将设计思想物化为具有一定结构、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。
浅述粉末成形技术及其应用摘要金属粉末成形是集材料、化工、冶金、机械等一体的高新技术。
随着快速原型和快速模具技术的发展,传统的粉末成形方法得到进一步发展的同时, 也出现了新的粉末成形方法。
课本中介绍了许多成形方法，尤其是特殊成形，本文着重介绍一种新的成型技术——快速成型；并展望了粉末成形方法的应用前景。
关键词: 粉末成形快速成型应用展望0引言金属粉末成形是一种节能、节材、高效、近净成形、少污染的先进制造技术, 在超导材料、纳米材料、生物工程材料、超硬材料等现代高新技术领域中得到广泛的应用，已进入当代材料科学的发展前沿, 并朝着高效自动化、高性能、低成本的方向发展。
传统的粉末成形技术的工艺流程是: 制取粉末—混料—制模、压形—烧结—后续处理。
工艺复杂, 致密度低, 制件的性能较差。
高新技术产业的迅猛发展对粉末成形制件的性能及制造周期提出了更高的要求。
如何改进工艺、缩短制造周期及提高制件性能等要求促进了人们对粉末成形技术的深入研究, 先后出现了一些新工艺、新技术、新动向, 目前粉末成形技术的研究已经取得了很大的进展。
本文综述了近年来新发展的粉末成形技术的若干进展。
1金属粉末成形金属粉末成形是指采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成金属制品或模具的工艺技术。
金属粉末成形是集材料、化工、冶金、机械等一体的高新技术。
传统上, 比较典型的粉末成形方法有粉末锻造( Pow der Forg ing )、金属粉末注射成形( Metal Injection Moulding,MIM)、等静压成形( Isostatic Pressing )、喷射成形( Sprary Moulding)等工艺方法。
快速原型/ 快速模具( RP/ RT )技术是一种基于离散/堆积成型原理的新型数字化成形技术。
近几年来,随着快速原型和快速模具技术的飞速发展, 基于快速原型技术或以快速原型为母模, 出现了若干全新的金属粉末成形工艺, 包括:间接金属粉末激光烧结制模成形( RapidToolTM )、直接金属粉末激光烧结成形( Direct Metal Laser Sintering - DMLS, Di rectToolTM) 、LENS( Laser Eng ineered Net Shape) 成形、RPBPS ( Rapid Pat tern Based Pow der Sintering)成形、KeltoolTM法快速制模成形等。
2快速成型快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
2.1RP技术的优越性它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计（CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。
因此，RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。
由传统的"去除法"到今天的"增长法"，由有模制造到无模制造，这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。
RP技术将一个实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工，大大降低了加工难度，具有如下特点：（1）成型全过程的快速性，适合现代激烈的产品市场；（2）可以制造任意复杂形状的三维实体；（3）用CAD模型直接驱动，实现设计与制造高度一体化，其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境；（4）成型过程无需专用夹具、模具、刀具，既节省了费用，又缩短了制作周期。
（5）技术的高度集成性，既是现代科学技术发展的必然产物，也是对它们的综合应用，带有鲜明的高新技术特征。
以上特点决定了RP技术主要适合于新产品开发，快速单件及小批量零件制造，复杂形状零件的制造，模具与模型设计与制造，也适合于难加工材料的制造，外形设计检查，装配检验和快速反求工程等。
2.2RP系统的基本工作原理RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。
当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。
不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。
自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来，已经有十几种不同的成形系统，其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。
2.3RP技术的发展方向RP技术已经在许多领域里得到了应用，其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力分析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。
RP技术在制造工业中应用最多（达到67%），说明RP技术对改善产品的设计和制造水平具有巨大的作用。
目前快速成形技术还存在许多不足，下一步研究开发工作主要在以下几方面：（1）改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力，尤其是提高快速成形系统的制作精度；（2）开发经济型的快速成形系统；（3）快速成形方法和工艺的改进和创新；（4）快速模具制造的应用；（5）开发性能良好的快速成形材料；（6）开发快速成形的高性能软件等。
2.4RP技术特点1 制造快速RP技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段，能使产品设计和模具生产同步进行，从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极大的降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小，异形的产品尤其适用。
2 CAD/CAM技术的集成设计制造一体化一直来说是现在的一个难点，计算机辅助工艺（CAPP）在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接，这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一，而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，使得设计制造一体化的概念完美实现。
3 完全再现三维数据经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，基本上不再需要再借助外部设备进行修复。
4 成型材料种类繁多到目前为止，各类RP设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末，基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。
5 创造显著的经济效益与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上，同样，快速成型技术缩短了企业的产品开发周期，使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也基本上消除了修改模具的问题，创造的经济效益是显而易见的。
6 应用行业领域广RP技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系，同样，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用RP技术，使得RP技术有着广阔的前景．3结论与展望粉末冶金加工工艺因具有省时、低耗等优点, 其应用越来越广泛。
但因孔隙的存在,粉末冶金制品的密度、强度等物理和力学性能很难达到冶炼材料的水平,虽然通过热压、复压等工艺手段也能改善其性能,但致密效果仍较差,且加工成本也高。
为了获得高性能的粉末冶金制品, 传统的方法是在粉末冶金工艺之后, 再进行致密与成形加工, 如热等静压、粉末锻造等。
而能否在烧结之前用某种方法来提高制品的密度,进而提高制品的性能, 则一直是人们十分关注并致力研究的一个课题。
目前, 我国在金属粉末成形技术的研究上虽有一定发展, 但行业整体水平仍较低, 工艺装备仍较落后, 与国外先进技术相比还存在一定差距, 尤其在成形高精度、大尺寸、高性能及低成本零部件的开发上还有待深入研究, 以下几点显示了其广阔的发展前景:( 1) 将温压技术与高速压制技术相结合, 将可能成为高速压制技术和温压技术创新和研究的热点。
( 2) 金属粉末注射成形技术结合了粉末冶金和塑料注塑成形2 种技术的优点, 突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制, 在粉末成形领域显示了很大的优势和具有广阔的应用前景。
( 3) 选区激光烧结技术是以“全致密化” 为主要目标的新型粉末技术, 具有良好的发展前景。
金属粉末成形,尤其是基于快速原型和快速模具技术而发展起来的新的粉末成形工艺,是集材料、化工、冶金、机械等一体的高新技术。
基于快速原型的金属粉末成形技术,均为无压成形, 设备简单, 而且成形周期短, 在目前多品种、小批量、快改型的现代产品制造模式下,具有较好的应用前景。
目前尽管这些成形工艺均有其不完善的地方, 但因其在特定的背景下独特的优越性,因而必将得到高度重视而迅速地发展和成熟起来。
从目前该类若干成形工艺的研究与应用现状来看,以下几个方面将成为未来研究和发展的主要方向:( 1)快速原型工艺和设备的发展和改进,必将改进这些金属粉末成形工艺,并提高最终产品的精度和各方面的性能;( 2)有机粘结剂在抵抗热变形能力和热稳定性等方面性能的改进将有利于烧结工艺的进行, 而烧结工艺在金属粉末成形工艺中将是最为核心的技术环节;( 3)随着金属粉末制备工艺的改进, 粒度更细,性能更好的金属粉末的出现必将促进金属粉末成形工艺的进一步发展,并能够提高金属粉末成属粉末成形工艺产品的应用领域;( 4)根据各种金属粉末成形工艺的特点, 必将在不同的应用领域得到更为广泛的应用。
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