金屬粉末的注射成型

《金屬粉末的注射成型》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、材料制備新技術(shù)NewTechnologiesofPreparingMaterials材料科學(xué)與工程學(xué)院李軍1金屬粉末的注射成型PowederInjectionMoulding2主要內(nèi)容金屬粉末注射成型的特點(diǎn)金屬粉末注射成型的材料金屬粉末注射成型的過程金屬粉末注射成型的原理金屬粉末注射成型的應(yīng)用3隨著技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新速度的加快，材料加工技術(shù)朝高性能、低成本、短流程、近終成型的方向發(fā)展，涌現(xiàn)出不少集設(shè)計(jì)、制備、加工于一體的新型制備技術(shù)，如金屬粉末注射成型技術(shù)。慢走絲機(jī)床精密鑄造技術(shù)4粉末注射成形（Powderinjectionmolding,PIM）是傳統(tǒng)粉末冶

2、金工藝與現(xiàn)代塑料注射成形工藝相結(jié)合而形成的一門新型近終成形技術(shù)。金屬粉末注射成型是將金屬粉末在模具中快速注射成型，并通過脫脂燒結(jié)，快速制造出高密度、高精度、三維形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的新技術(shù)。傳統(tǒng)粉末冶金塑料注塑成型5粉末注射成形是粉末冶金學(xué)、金屬材料學(xué)、塑料成型學(xué)和高分子材料學(xué)等多學(xué)科交叉復(fù)合的技術(shù)。金屬粉末注射成型6（1）注射成形中，熔融粒料均勻地填充模腔成形，模腔內(nèi)各點(diǎn)壓力基本一致，消除傳統(tǒng)粉末冶金壓制成形中不可避免的沿壓制方向密度梯度問題，一定程度上克服傳統(tǒng)粉末冶金存在的密度、組織、性能不均勻現(xiàn)象。粉末注射成形特點(diǎn)金屬粉末注射成型制品單向壓制Ni粉壓坯密

3、度分布7（2）粉末注射成型能制造傳統(tǒng)工藝不能制造的具有復(fù)雜形狀的零部件。傳統(tǒng)粉末成形是外力把粉末壓成生坯后燒結(jié)，粉末通過顆粒重排、塑性流動(dòng)而致密化。由于粉末流動(dòng)性較差，一些具有外部切槽、橫孔、盲孔、外螺紋、凹臺(tái)、表面滾花等形狀的零部件，難以一次成形。傳統(tǒng)粉末壓制成型制品粉末注射成型制品8PIM用一定比例的高分子粘結(jié)劑與金屬粉末、陶瓷粉末等制成具有良好流動(dòng)性的均勻粒料，能像塑料注射一樣成形復(fù)雜形狀的零部件，再經(jīng)脫脂燒結(jié)得到最終產(chǎn)品，如外螺紋、錐形外表面、交叉孔與盲孔，凹臺(tái)與鍵銷、加強(qiáng)筋板、表面滾花等，這類零件都無法用常規(guī)粉末冶金方法得到。金屬粉末注射成型復(fù)雜

4、件9（3）PIM可根據(jù)零件性能要求進(jìn)行大范圍的成分設(shè)計(jì)，可制取復(fù)合材料零件，充分發(fā)揮不同材料的優(yōu)異性能，適應(yīng)性廣，生產(chǎn)成本低。材料的復(fù)合設(shè)計(jì)10（4）PIM適合大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。PIM可采用一模多腔模具，成形效率高，模具使用壽命長(zhǎng)，更換調(diào)整模具快，產(chǎn)品轉(zhuǎn)向周期短。與精密鑄造相比，粉末注射成形在提高零件精度，避免成分偏析等問題的同時(shí)，大大提高生產(chǎn)率。生產(chǎn)復(fù)雜形狀零件的數(shù)量高于一定值時(shí)，PIM會(huì)比機(jī)加工方法更為經(jīng)濟(jì)。11金屬粉末注射成型的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)帶來效益12（5）PIM制造的零件幾乎不需要再進(jìn)行機(jī)加工，材料消耗少，利用率可達(dá)98%以上。自動(dòng)化注塑生產(chǎn)

5、車間一角13注塑成型材料理想的注射成形用金屬粉末：粉末顆粒尺寸在0.5-20μm之間，D50在4-6μm之間；粉末顆粒的粒度分布范圍處于非常窄或非常寬的范圍內(nèi)，其分布斜率的理想值為2或8；粉末顆粒無團(tuán)聚現(xiàn)象；粉末顆粒近似為球形、等軸；粉末顆粒致密，內(nèi)部無孔洞；粉末顆粒環(huán)境污染小，表面干凈。金屬粉末14氧化還原是一種重要的化學(xué)反應(yīng)法，實(shí)際生產(chǎn)中很多粉末是通過氧化還原法來制備的，使用較細(xì)、凈化的氧化物粉末，在還原性氣體如CO、H2等參與下進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)。注射成形用W粉可用氧化還原制取，將研磨的WO3粉末在干燥H2中還原制得，粉末粒徑為2-3μm。H還原得到的W

6、粉15霧化法是利用高速射流將液態(tài)金屬粉碎成粉。熔融材料注入噴嘴中，形成液滴噴射出來，擊碎熔融金屬流的流體可是空氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣，也可采用水或油。這種方法可將合金化材料制成小顆粒粉末，并且可獲得理想的顆粒形狀和高的填充密度。注射用霧化不銹鋼粉末16霧化法顆粒形狀為球形，粒度分布較寬，具有較高的振實(shí)密度。通過控制工藝條件，可以得到不帶附屬物和消除內(nèi)部孔隙的球形粉。霧化球形鐵粉：(a)×700(b)×130017鐵粉、鎳粉和鈷粉還可采用氣相沉積法制取。在加熱加壓下，粉末與CO生成金屬羰基物氣體，羰基物冷卻成液態(tài)，經(jīng)分級(jí)蒸餾、凈化、重復(fù)加熱使液相揮發(fā)，分解沉積

7、形成金屬粉末。羰基粉末粒徑較小，純度可達(dá)99.95%。顆粒形狀為近球形或鏈狀。羰基鐵粉形貌羰基鎳粉形貌18對(duì)脆性材料來說，粉碎研磨是制粉的常用方法。旋轉(zhuǎn)裝有一定量硬球和粗粉的容器，粉未經(jīng)研磨球不斷撞擊、研磨制得粒度較小的顆粒；粉末粒度越小，所需研磨時(shí)間越長(zhǎng)；機(jī)械粉碎后粉末呈不規(guī)則形狀，粉末之間尖銳接觸導(dǎo)致粉末堆積性和流動(dòng)性下降，導(dǎo)致粉末注射困難，球磨制粉還有污染問題。球磨后具有尖角的不規(guī)則形狀SiC粉末形貌19塑料塑料是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)，加入若干其他材料(添加劑)制成的固體材料。高分子化合物是由相對(duì)分子量較小的低分子化合物經(jīng)聚合反應(yīng)后得到的相對(duì)分子

8、量較大的化合物。不是所有低分子化合物都能成為單體，如食鹽、水、甲烷