MIM簡介及基本流程

金屬粉末注射成形金屬粉末注射成型技術(shù)(MetalPowderInjectionMolding，簡稱MIM)是將現(xiàn)代塑料注射成形技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金近凈形成形技術(shù)。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機(jī)粘結(jié)劑均勻混煉，經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下(～150℃)用注射成形機(jī)注入模腔內(nèi)固化成形，然后用化學(xué)或熱分解的方法將成形坯中的粘結(jié)劑脫除，最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn)品。與傳統(tǒng)工藝相比，具有精度高、組織均勻、性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子信息工程、生物醫(yī)療器械、辦公設(shè)備、汽車、機(jī)械、五金、體育器械、鐘表業(yè)、兵器及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。因此，國際上普遍認(rèn)為該技術(shù)的發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致零部件成形與加工技術(shù)的一場革命，被譽(yù)為“當(dāng)今最熱門的零部件成形技術(shù)”和“21世紀(jì)的成形技術(shù)”。

MIM始于20世紀(jì)70年代末，其工藝包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測、混煉、注射、脫脂、燒結(jié)、二次加工等8個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著研究的不斷深入以及新型粘結(jié)劑的開發(fā)、制粉技術(shù)和脫脂工藝的不斷進(jìn)步，到90年代初已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。當(dāng)前，MIM已經(jīng)被被譽(yù)為"國際最熱門的金屬零部件成形技術(shù)"之一。

歷史與現(xiàn)狀

美國加州Parmatech公司于1973年發(fā)明，八十年代初歐洲許多國家以及日本也都投入極大精力開始研究該技術(shù)，并得到迅速推廣。特別是八十年代中期，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來更獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，每年都以驚人的速度遞增。到目前為止，美國、西歐、日本等十多個(gè)國家和地區(qū)有一百多家公司從事該工藝技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作。日本在競爭上十分積極，并且表現(xiàn)突出，許多大型株式會(huì)社均參與MIM工業(yè)的推廣，這些公司包括有太平洋金屬、三菱制鋼、川崎制鐵、神戶制鋼、住友礦山、精工--愛普生、大同特殊鋼等。目前日本有四十多家專業(yè)從事MIM產(chǎn)業(yè)的公司，其MIM工業(yè)產(chǎn)品的銷售總值早已超過歐洲并直追美國。到目前為止，全球已有百余家公司從事該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)、研制與銷售工作，MIM技術(shù)也因此成為新型制造業(yè)中最為活躍的前沿技術(shù)領(lǐng)域，被譽(yù)為世界冶金行業(yè)的開拓性技術(shù)，代表著粉末冶金技術(shù)發(fā)展的主方向。機(jī)械配件工藝品不銹鋼胡椒磨磨芯鏈輪.皮帶輪.含油軸承.鉸肉機(jī)刀盤汽車發(fā)動(dòng)機(jī)油泵齒輪氣動(dòng)電動(dòng)工具零件汽車玻璃升降器齒輪玩具五金配件汽車減振器部件粉末冶金結(jié)構(gòu)件冰箱和空調(diào)壓縮機(jī)的粉末冶金件(上軸承）冰箱和空調(diào)壓縮機(jī)的粉末冶金件冰箱和空調(diào)壓縮機(jī)的粉末冶金件機(jī)械結(jié)構(gòu)類軸承座連桿凸輪冰箱和空調(diào)壓縮機(jī)的粉末冶金件（活塞）筆記本電腦鉸鏈轉(zhuǎn)角金屬粉末注射成形MIM制品MIM工藝手機(jī)類產(chǎn)品鎖配件(鎖頭.鎖舌.按鍵.復(fù)雜異形部件MIM金屬注射成型產(chǎn)品工藝特點(diǎn)

金屬粉末注射成型技術(shù)是集塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)、粉末冶金工藝學(xué)和金屬材料學(xué)等多學(xué)科透與交叉的產(chǎn)物，利用模具可注射成型坯件并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度、三維復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)零件，能夠快速準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)、功能特性的制品，并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革。該工藝技術(shù)不僅具有常規(guī)粉末冶金工藝工序少、無切削或少切削、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，而且克服了傳統(tǒng)粉末冶金工藝制品、材質(zhì)不均勻、機(jī)械性能低、不易成型薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的缺點(diǎn)，特別適合于大批量生產(chǎn)小型、復(fù)雜以及具有特殊要求的金屬零件。工藝流程金屬粉末+粘結(jié)劑→混煉→注射成形→脫脂→燒結(jié)→后處理

MIM工藝所用金屬粉末顆粒尺寸一般在0.5~20μm；從理論上講，顆粒越細(xì)，比表面積也越大，易于成型和燒結(jié)。而傳統(tǒng)的粉末冶金工藝則采用大于40μm的較粗的粉末。

有機(jī)膠粘劑作用是粘接金屬粉末顆粒，使混合料在注射機(jī)料筒中加熱具有流變性和潤滑性，也就是說帶動(dòng)粉末流動(dòng)的載體。因此，粘接劑的選擇是整個(gè)粉末注射成型的關(guān)鍵。對有機(jī)粘接劑要求：

1.用量少，用較少的粘接劑能使混合料產(chǎn)生較好的流變性；

2.不反應(yīng)，在去除粘結(jié)劑的過程中與金屬粉末不起任何化學(xué)反應(yīng)；

3.易去除，在制品內(nèi)不殘留。成型原原理注射成成型工工藝原原理示示意圖圖1-模模具；；2-噴嘴嘴；3-料料筒；；4-分流流梭；；5-料斗斗；6-注注射柱柱塞注射成成型工工藝條條件包括閉閉模、、加料料、塑塑化、、注射射、保保壓、、固化化(冷冷卻定定型)、開開模出出料等等工序序。而而成型型溫度度、注注射壓壓力（（包括括注射射速度度）、、成型型周期期（包包括注注射、、保壓壓、固固化時(shí)時(shí)間））被稱稱為注注射成成型工工藝的的“三三大工工藝條條件””。當(dāng)當(dāng)然要要順利利完成成整個(gè)個(gè)注射射過程程需一一步一一步地地加以以控制制。(1））加料料及剩剩余量量加料：：一般般要求求定時(shí)時(shí)、定定量、、均勻勻供料料。剩余量量：保保證每每次注注射后后料筒筒底部部有一一定剩剩余的的物料料剩料的的作用用：a、傳傳壓；；b、、補(bǔ)料料（收收縮后后的補(bǔ)補(bǔ)料））剩料一一般控控制在在10～20mm，，不能能太多多，太太少。。太多：：注射射壓力力損失失大，，剩料料受熱熱時(shí)間間太長長，易易發(fā)生生分解解或固固化等等。太少：：起不不到很很好的的傳壓壓作用用，模模腔內(nèi)內(nèi)物料料受壓壓不足足。(2)成型型溫度度成型溫溫度包包括：：料筒筒、噴噴嘴、、模具具溫度度。成成型溫溫度是是三大大工藝藝條件件之一一，關(guān)關(guān)系到到物料料的塑塑化、、流動(dòng)動(dòng)性、、充模模等工工藝條條件。。應(yīng)考考慮以以下因因素：：1、注注射成成型機(jī)機(jī)的種種類螺桿式式注射射成型型機(jī)所所需的的料筒筒溫度度比柱柱塞式式低。。原因：：a、、螺桿桿式成成型機(jī)機(jī)料筒筒內(nèi)的的料層層較薄??；b、物物料在在螺桿桿推進(jìn)進(jìn)的過過程中中不斷斷翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，有有利于于傳熱熱；c、物物料翻翻轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，受剪剪切力力作用用，自自身摩摩擦生生熱。。2、產(chǎn)產(chǎn)品厚厚度對薄壁壁制品品要求求物料料有較較高的的流動(dòng)動(dòng)性才才能充充滿模模腔，，因此此需較較高的的成型型溫度度；相相反厚厚壁制制品成成型溫溫度可可低一一些。。判斷料料筒噴噴嘴溫溫度的的兩種種方法法：a、熔熔體對對空注注射法法。脫脫開模模具，，用低低壓注注射，，觀察察料流流，是是否毛毛糙、、變色色、起起泡,料流流表面面光滑滑者表表明溫溫度合合適。。b、產(chǎn)產(chǎn)品直直觀分分析法法。對對試生生產(chǎn)制制品觀觀察有有無毛毛糙、、波紋紋、氣氣泡等等弊病病。對于熱熱塑性性粘結(jié)結(jié)劑，，料筒筒溫度度略高高于噴噴嘴溫溫度，，高于于模具具溫度度。對于熱熱固性性粘結(jié)結(jié)劑，，模具具溫度度略高高于噴噴嘴溫溫度，，高于于料筒筒溫度度。3、注注射料料的品品種和和性能能(3)螺桿桿轉(zhuǎn)速速及背背壓必須根根據(jù)所所選用用的粘粘結(jié)劑劑熱敏敏程度度及熔熔體粘粘度進(jìn)進(jìn)行調(diào)調(diào)整。。轉(zhuǎn)速慢慢：塑塑化好好，物物料易易降解解、早早期固固化。。轉(zhuǎn)速快快：有有利于于塑化化，但但物料料停留留時(shí)間間短可可能塑塑化不不夠。。還可可使纖纖維變變短。。背壓：：指螺螺桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)推推進(jìn)物物料塑塑化時(shí)時(shí)，傳傳給螺螺桿的的反向向壓力力。背壓的的作用用：能能使物物料在在運(yùn)動(dòng)動(dòng)過程程中不不斷排排出空空氣和和揮發(fā)發(fā)物，，并使使物料料逐漸漸密實(shí)實(shí)。背壓過過小起起不到到以上上作用用，背背壓大大，功功率消消耗大大，并并在物物料溫溫度較較低時(shí)時(shí)能使使纖維維粉化化，影影響制制品性性能。。圖12-21背壓壓與玻玻璃纖纖維長長度的的關(guān)系系。(4)注射射速度度及注注射壓壓力注射壓壓力大大小與與注射射機(jī)種種類、、物料料流動(dòng)動(dòng)性、、模具具澆口口尺寸寸、產(chǎn)產(chǎn)品厚厚度、、模具具溫度度及流流程等等因素素有關(guān)關(guān)。一般注注射壓壓力略略高于于熱塑塑性塑塑料的的注射射壓力力。保壓的的作用用：使使制品品冷卻卻收縮縮時(shí)得得以補(bǔ)補(bǔ)料，，尺寸寸準(zhǔn)確確，表表面光光潔，，有利利于消消除氣氣泡。。保壓壓時(shí)間間一般般0.3～～2分分鐘，，特厚厚制品品可達(dá)達(dá)5～～10分鐘鐘。注射射速速度度與與注注射射壓壓力力、、溫溫度度、、模?？诳诔叱叽绱绲鹊纫蛞蛩厮赜杏嘘P(guān)關(guān)。。注注射射速速度度慢慢不不利利于于充充模模，，生生產(chǎn)產(chǎn)效效率率低低，，注注射射速速度度過過快快易易混混入入氣氣泡泡。。需需通通過過實(shí)實(shí)際際實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)確確定定。。(5)成成型型周周期期成型型周周期期即即完完成成一一次次注注射射成成型型制制品品所所需需的的時(shí)時(shí)間間。。包包括括：：1））注注射射加加壓壓時(shí)時(shí)間間（（保保壓壓時(shí)時(shí)間間、、注注射射時(shí)時(shí)間間））；；2））冷冷卻卻時(shí)時(shí)間間（（模模內(nèi)內(nèi)冷冷卻卻或或固固化化時(shí)時(shí)間間））；；3））其其他他時(shí)時(shí)間間（（開開模模、、取取出出制制品品、、涂涂脫脫模模劑劑、、安安放放嵌嵌件件、、閉閉模模等等時(shí)時(shí)間間））。。成型型周周期期是是提提高高生生產(chǎn)產(chǎn)率率的的關(guān)關(guān)鍵鍵，，在在保保證證產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量的的前前提提下下，，應(yīng)應(yīng)盡盡量量縮縮短短成成型型周周期期。。制品品后后處處理理作用用提高高制制品品的的尺尺寸寸穩(wěn)穩(wěn)定定性性，，消消除除內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力分類類熱處處理理調(diào)濕濕處處理理（1））熱熱處處理理熱處處理理的的實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)：：迫迫使使凍凍結(jié)結(jié)的的分分子子鏈鏈松松弛弛，，凝凝固固的的大大分分子子鏈鏈段段轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向無無規(guī)規(guī)位位置置，，消消除除部部分分內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力，，提提高高結(jié)結(jié)晶晶度度，，穩(wěn)穩(wěn)定定結(jié)結(jié)晶晶結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，提提高高彈彈性性模模量量，，降降低低斷斷裂裂延延伸伸率率。。（2））調(diào)調(diào)濕濕處處理理將剛剛脫脫模模的的制制品品放放入入水水中中，，與與空空氣氣隔隔絕絕、、防防止止氧氧化化。。調(diào)調(diào)濕濕條條件件：：90～～110℃℃4h混料料：：把把金金屬屬粉粉末末與與有有機(jī)機(jī)粘粘接接劑劑均均勻勻摻摻混混在在一一起起，，使使各各種種原原料料成成為為注射射成成型型用用混混合合料料。?；旎旌虾狭狭系牡木鶆騽虺坛潭榷戎敝苯咏佑坝绊戫懫淦淞髁鲃?dòng)動(dòng)性性，，因因而而影影響注注射射成成型型工工藝藝參參數(shù)數(shù)，，以以至至最最終終材材料料的的密密度度及及其其它它性性能能。。在在注注射射成成型過過程程中中，，混混合合料料在在注注射射機(jī)機(jī)料料筒筒內(nèi)內(nèi)被被加加熱熱成成具具有有流流變變性性的的塑塑性性物物料，，并并在在適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡淖⒆⑸渖鋲簤毫αο孪伦⒆⑷肴肽Ｄ＞呔咧兄?，，成成型型出出毛毛坯坯。。注注射射成成型型的的毛坯坯在在微微觀觀上上應(yīng)應(yīng)均均勻勻一一致致，，從從而而使使制制品品在在燒燒結(jié)結(jié)過過程程中中均均勻勻收收縮縮。。脫脂脂（（萃萃取?。海撼沙尚托兔髋髟谠跓裏Y(jié)結(jié)前前必必須須去去除除毛毛坯坯內(nèi)內(nèi)所所含含有有的的有有機(jī)機(jī)粘粘結(jié)劑劑，，該該過過程程稱稱為為脫脫脂脂或或萃萃取取。。脫脫脂脂工工藝藝必必須須保保證證粘粘結(jié)結(jié)劑劑從從毛毛坯坯的的不同同部部位位沿沿著著顆顆料料之之間間的的微微小小通通道道逐逐漸漸地地排排出出，，而而不不降降低低毛毛坯坯的的強(qiáng)強(qiáng)度。。粘粘結(jié)結(jié)劑劑的的排排除除速速率率一一般般遵遵循循擴(kuò)擴(kuò)散散方方程程。。燒結(jié)結(jié)：：能能使使多多孔孔的的脫脫脂脂毛毛坯坯收收縮縮至至密密化化成成為為具具有有一一定定組組織織和和性性能能的的制品品。。盡盡管管制制品品的的性性能能與與燒燒結(jié)結(jié)前前的的許許多多工工藝藝因因素素有有關(guān)關(guān)，，但但在在許許多多情情況下，燒燒結(jié)工藝藝對最終終制品的的金相組組織和性性能有著著很大、、甚至決決定性的影響響。后處理：：對于尺尺寸要求求較為精精密的零零件，需需要進(jìn)行行必要的的后處理理。這工序與與常規(guī)金金屬制品品的熱處處理工序序相同。。MIM工工藝與其其它加工工工藝的的對比：：MIM使用的的原料粉粉末粒徑徑一般小小于15μm，，而傳統(tǒng)統(tǒng)粉末冶冶金的原粉粉粉末粒徑徑大多在在50-100μm。。MIM工藝的的成品密密度高，，原因是使用微微細(xì)粉末末。MIM工藝藝具有傳傳統(tǒng)粉末末冶金工工藝的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，而而形狀上自由度度高是傳傳統(tǒng)粉末末冶金所所不能達(dá)達(dá)到的。。傳統(tǒng)粉粉末冶金金限于模模具的強(qiáng)度和和填充密密度，形形狀大多多為二維維圓柱型型。MIM和和傳統(tǒng)方方法的比比較：壓鑄工藝藝用在鋁鋁和鋅合合金等熔熔點(diǎn)低、、鑄液流流動(dòng)性良良好的材材料。此此工藝的的產(chǎn)品因因材料的的限制，，其強(qiáng)度度、耐磨磨性、耐耐蝕性均均有限度度。MIM工藝藝可以加加工的原原材料則則較多。。注射成成型工藝藝技術(shù)利利用注射射機(jī)注射射成型產(chǎn)產(chǎn)品毛坯坯，保證證物料充充分充滿滿模具型型腔（金金屬液鑄鑄造充模模較差）），也就就保證了了零件高高復(fù)雜結(jié)結(jié)構(gòu)的實(shí)實(shí)現(xiàn)。粉粉末末鍛造是是一項(xiàng)重重要的發(fā)發(fā)展，已已適用于于連桿的的量產(chǎn)制制造。但但是一般般而言，，鍛造過過中熱處處理的成成本和模模具的壽壽命還是是有問題題，仍待待進(jìn)一步步解決。。傳傳統(tǒng)機(jī)機(jī)械加工工法，近近年來靠靠自動(dòng)化化而提升升了其加加工能力力，在效效果和精精度上有有極大的的進(jìn)步，，但是基基本的程程序上仍仍脫不開開逐步加加工(車車削、刨刨、銑、、磨、鉆鉆孔、拋拋光等)來完成成零件形形狀的方方式。機(jī)機(jī)械加工工方法的的加工精精度遠(yuǎn)優(yōu)優(yōu)于其他他加工方方法，但但是因?yàn)闉椴牧系牡挠行Ю寐实偷?，且其其形狀的的完成受受限于設(shè)設(shè)備與刀刀具，有有些零件件無法用用機(jī)械加加工完成成。相反反，MIM可以以有效利利用材料料，不受受限制，，對于小小型、高高難度形形狀的精精密零件件的制造造，MIM工藝藝比較機(jī)機(jī)械加工工而言，，其成本本較低且且效率高高，具有有很強(qiáng)的的競爭力力。以以往在在傳統(tǒng)加加工技術(shù)術(shù)中先作作成個(gè)別別元件再再組合成成組件的的方式，，在使用用MIM技術(shù)時(shí)時(shí)可以考考慮整合合成完整整的單一一零件，，大大減減少步驟驟、簡化化加工程程序。MIM技技術(shù)并非非與傳統(tǒng)統(tǒng)加工方方法競爭爭，而是是彌補(bǔ)傳傳統(tǒng)加工工方法在在技術(shù)上上的不足足或無法法制作的的缺陷。。MIM技術(shù)可可以在傳傳統(tǒng)加工工方法制制作的零零件領(lǐng)域域上發(fā)揮揮其特長長。MIM工藝藝在零部部件制造造方面所所具有的的技術(shù)優(yōu)優(yōu)勢可成成型高度度復(fù)雜的的結(jié)構(gòu)零零件。MIM和和其他金金屬加工工法相比比，制品品尺寸精精度高，，不必進(jìn)進(jìn)行二次次加工或或只需少少量精加加工。注注射成型型工藝可可直接成成型薄壁壁、復(fù)雜雜結(jié)構(gòu)件件，制品品形狀已已接近最最終產(chǎn)品品要求，，零件尺尺寸公差差一般保保持在±±0.1~±0.3mm左右右。特別別對于降降低難于于進(jìn)行機(jī)機(jī)械加工工的硬質(zhì)質(zhì)合金的的加工成成本，減減少貴重重金屬加加工時(shí)的的損失尤尤其具有有重要意意義。制制品微觀觀組織均均勻、密密度高、、性能好好。模具及適適用范圍圍：MIM技技術(shù)使用用的金屬屬模具，，其壽命命和工程程塑料注注射成型型具模具具相當(dāng)。。由于使使用金屬屬模具，，MIM適合于于零件的的大量生生產(chǎn)。由由于利用用注射機(jī)機(jī)成型產(chǎn)產(chǎn)品毛坯坯，極大大地提高高了生產(chǎn)產(chǎn)效率，，降低了了生產(chǎn)成成本，而而且注射射成型產(chǎn)產(chǎn)品的一一致性、、重復(fù)性性好，從從而為大大批量和和規(guī)模化化工業(yè)生生產(chǎn)提供供了保證證。注射射成型的的材料非非常廣泛泛(鐵基基，低合合金，高高速鋼，，不銹鋼鋼，工具具鋼，硬硬質(zhì)合金金)。原原則上任任何可高高溫澆結(jié)結(jié)的粉末末材料均均可由MIM工工藝造成成零件，，包括了了傳統(tǒng)制制造工藝藝中的難難加工材材料和高高熔點(diǎn)材材料。此此外，MIM也也可以根根據(jù)用戶戶的要求求進(jìn)行材材料配方方研究，，制造任任意組合合的合金金材料，，將復(fù)合合材料成成型為零零件。MIM工工藝采用用微米級級細(xì)粉末末，既能能加速燒燒結(jié)收縮縮，有助助于提高高材料的的力學(xué)性性能，延延長材料料的疲勞勞壽命，，又能改改善耐、、抗應(yīng)力力腐蝕及及磁性能能。對于于過硬，，過脆難難以切削削的材料料或幾何何形狀復(fù)復(fù)雜、鑄鑄造時(shí)原原料有偏偏析或污污染的零零件，采采用MIM工藝藝可大幅幅度節(jié)約約成本。。以加工工打字機(jī)機(jī)印刷元元件導(dǎo)桿桿為例，，通常需需14道道工序；；而采用用MIM工藝只只需6道道工序，，可節(jié)約約一半左左右的成成本。零零件越小小越復(fù)雜雜，經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益將將越好。。通過以以上分分析，，可以以看出出MIM成成型的的潛力力是很很大的的。MIM技術(shù)術(shù)的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域：：1.計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)及輔輔助設(shè)設(shè)施：：如打打印機(jī)機(jī)零件件、磁磁芯、、撞針針軸銷銷、驅(qū)驅(qū)動(dòng)零零件；；2.工工具：：如鉆鉆頭、、刀頭頭、噴噴嘴、、槍鉆鉆、螺螺旋銑銑刀、、沖頭頭、套套筒、、扳手手、電電工工工具、、手工工具等等；3.家家用器器具：：如表表殼、、表鏈鏈、電電動(dòng)牙牙刷、、剪刀刀、風(fēng)風(fēng)扇、、高爾爾夫球球頭、、珠寶寶鏈環(huán)環(huán)、圓圓珠筆筆卡箍箍、刃刃具刀刀頭等等零部部件4.醫(yī)醫(yī)療機(jī)機(jī)械用用零件件：如如牙齒齒矯形形架、、剪刀刀、鑷鑷子；；5.軍軍用零零件：：導(dǎo)彈彈尾翼翼、槍槍支零零件、、彈頭頭、藥藥型罩罩、引引信用用零件件；6.電電器用用零件件：電電子封封裝，，微型型馬達(dá)達(dá)、電電子零零件、、傳感感器件件；7.機(jī)機(jī)械用用零件件：如如松棉棉機(jī)、、紡織織機(jī)、、卷邊邊機(jī)、、辦公公機(jī)械械等；；8.汽汽車船船舶用用零件件：如如離合合器內(nèi)內(nèi)環(huán)、、拔叉叉套、、分配配器套套、汽汽門導(dǎo)導(dǎo)管、、同步步轂、、安全全氣囊囊件等等注射成成型設(shè)設(shè)備主要包包括注注射成成型機(jī)機(jī)和模模具。。1、注注射射機(jī)一、分分類（1））按物物料的的塑化化形式式分：：柱塞塞式和和往復(fù)復(fù)螺桿桿式,其中中往復(fù)復(fù)螺桿桿式用用的最最多。。往復(fù)螺螺桿式式注射射機(jī)的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：①簡化化了預(yù)預(yù)塑結(jié)結(jié)構(gòu)，，不需需要分分流梭梭，因因而使使注射射壓力力降低低了很很多。。②螺桿桿轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)使物物料翻翻滾，，傳熱熱條件件好。。物料料內(nèi)部部受到到剪應(yīng)應(yīng)力大大，塑塑化效效率高高。③因無無分流流梭，，更換換物料料方便便。④注射射速度度快。。⑤對原原料的的適應(yīng)應(yīng)性廣廣，能能加工工熱敏敏粘結(jié)結(jié)劑。。雙螺桿桿機(jī)結(jié)結(jié)構(gòu)示示意圖圖1··連接接器2·過過濾器器3··料簡簡4··螺桿桿5··加熱熱器6·加加料器器7··支座座8··上推推軸承承9··減速速器10··電動(dòng)動(dòng)機(jī)§2.2塑塑料料成型型設(shè)備備螺桿預(yù)預(yù)塑化化柱塞塞式注注射裝裝置1-單單向閥閥2-預(yù)塑塑料筒筒3-注射射柱塞塞4-注射射料筒筒§2.2塑塑料料成型型設(shè)備備（2））按照照注射射機(jī)的的外形形特征征分類類常見的的有五五種形形式①立式式注射射成型型機(jī)注射裝裝置和和合模模裝置置與地地面垂垂直。。特點(diǎn)：：占地地面積積小，，模具具折裝裝方便便。料料斗高高，加加料不不方便便，僅僅適用用于注注射量量小于于60cm3的制品品生產(chǎn)產(chǎn)。②臥式式注射射機(jī)注射裝裝置，，合模模裝置置均水水平排排列。。特點(diǎn)：：機(jī)身身低，，加料料方便便，操操作維維修方方便，，制品品頂出出后可可自由由落下下，易易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)自動(dòng)動(dòng)化。。缺點(diǎn)：：占地地面積積大，，模具具拆卸卸比較較麻煩煩。③角式式注射射機(jī)注射裝裝置與與合模模裝置置呈垂垂直排排列。。。特點(diǎn)：：介于于立式式與臥臥式之之間，，適用用于加加工中中心部部分不不允許許留有有澆口口的制制品。。⑤轉(zhuǎn)盤盤式注注射機(jī)機(jī)將多副副模具具裝在在一個(gè)個(gè)可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的的盤上上，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤去去年定定時(shí)旋旋轉(zhuǎn)，，使各各模具具與噴噴嘴相相對注注射成成型。。特特點(diǎn)點(diǎn)：生生產(chǎn)效效率高高，特特別適適用于于冷卻卻時(shí)間間長或或安放放嵌件件費(fèi)時(shí)時(shí)的制制品生生產(chǎn)。。立式注注射機(jī)機(jī)它的注注射裝裝置垂垂直裝裝設(shè)，，并與與鎖模模機(jī)構(gòu)構(gòu)移動(dòng)動(dòng)方向向成一一條軸軸線。。優(yōu)點(diǎn)：：占地地面積積小，，拆裝裝模具具方便便，易易于安安放嵌嵌件等等。缺點(diǎn)：塑件件推出后需需由人工取取出，不易易實(shí)現(xiàn)全自自動(dòng)操作。。名稱項(xiàng)目SZL-125gAB注

射

裝

置螺桿直徑mm4042理論注射容積cm3

150165注射量（PS）g140154注射壓力MPa150135螺桿轉(zhuǎn)速r/min60-12060-120注射速率g/s8592合

模

裝

置合模率KN600開模行程mm320容模mm300×420拉桿有效間距mm245×365頂出方式啟頂、液頂頂出行程mm60其

它油泵壓力MPa16電機(jī)功率kw7.5加熱功率kw4.8機(jī)器尺寸mm800×950×2550機(jī)器重量T1.65§3.2注注塑機(jī)2、注射射機(jī)的構(gòu)造造螺桿式注射射機(jī)主要由由注射、合合模、傳動(dòng)動(dòng)、控制四四部分組成成。一、注射系系統(tǒng)包括螺桿、、料筒、加加料加熱裝裝置、噴嘴嘴等。（1）螺桿桿注射機(jī)螺桿桿與擠出機(jī)機(jī)螺桿的區(qū)區(qū)別：a、注射機(jī)機(jī)螺桿既能能旋轉(zhuǎn)，又又能軸向移移動(dòng)，擠出出機(jī)螺桿僅僅轉(zhuǎn)動(dòng)；b、注射機(jī)機(jī)螺桿的長長徑比和壓壓縮比都比比擠出機(jī)小??；注射機(jī)：長長徑比15～18，壓縮比比2～2.5擠出機(jī)：長長徑比20～30，壓縮比比（壓縮比：：加料口的的螺槽容積積與均化段段最后一個(gè)個(gè)螺槽容積積之比）（2）料筒筒注射機(jī)的料料筒與擠出出機(jī)的構(gòu)造造和選材相相同。（3）噴嘴嘴噴嘴的作用用：提高熔熔融物料的的流速，使使其能迅速速充模。分為開式噴噴嘴與閉式式噴嘴。①開式噴嘴嘴（a）不能能加熱（b）可進(jìn)進(jìn)行加熱②閉式噴嘴嘴通過彈彈簧彈力、、擋圈、導(dǎo)導(dǎo)桿、頂針針實(shí)現(xiàn)閉鎖鎖。注射時(shí)，熔熔料頂開頂頂針進(jìn)入模模腔。這種種噴嘴使用用方便，可可防止流延延，但結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)雜，壓壓力損失大大，射程小小，補(bǔ)縮作作用小，適適用于加工工粘度低的的樹脂。§2.2塑塑料成型型設(shè)備二、合模系系統(tǒng)作用：開啟啟和閉合模模具。要求有足夠夠的鎖模力力，足夠的的模板面積積和強(qiáng)度；；運(yùn)動(dòng)速度要要求：閉合合時(shí)先快后后慢，開啟啟時(shí)先慢后后快；合模系統(tǒng)由由固定板、、移動(dòng)板、、合模油缸缸、頂出裝裝置等組成成。頂出裝置：：作用：用于于制品脫模模的機(jī)構(gòu)。。分為機(jī)械械式和液壓壓式。一般般設(shè)計(jì)成與與合模裝置置聯(lián)動(dòng)，開開模后一時(shí)時(shí)間間隔聯(lián)聯(lián)動(dòng)頂模裝裝置將制品品頂出。三、傳動(dòng)部部分主要由油缸缸、電機(jī)、、各種閥門門、開關(guān)等等組成。通通過油路供供給的壓力力驅(qū)動(dòng)各部部分動(dòng)作。。三、注射機(jī)機(jī)的參數(shù)（1）注射射部分參數(shù)數(shù)①最大注射射量是指注射螺螺桿完成一一次最大注注射行程時(shí)時(shí)（有軸向向移動(dòng)），，注射機(jī)的的最大注射射量。表示方法：：a、以注射射出的聚苯苯乙烯熔料料質(zhì)量（克克）來表示示；b、以注射射出的熔料料體積（cm3）表示。第二種表示示方法即容容積法與物物料的密度度無關(guān)，用用起來比較較方便，采采用此表示示方法的較較多。②注射壓力力指注射時(shí)螺螺桿對熔融融物料的壓壓強(qiáng)，用MPa表示示。③注射速度度指在最大注注射量時(shí)，，螺桿單位位時(shí)間內(nèi)的的行程。v=S/t(m/s)v—注注射速度m/sS—注射行行程（螺桿桿）t—注射時(shí)時(shí)間s④塑化性能能指標(biāo)與螺桿直徑徑、長徑比比、物料性性能、螺桿桿轉(zhuǎn)速等多多種因素有有關(guān)。四、合模部部分參數(shù)（1）鎖模模力用下式計(jì)算算Pcm＝kPФFPcm——鎖模模力，NK———安全全系數(shù)，取取2左右右PФ——模腔腔壓力，PaF———分型型面上的投投影面積，，m2（2）模板板尺寸一般是成型型面積的3～10倍倍。（3）模具具厚度、模模板行程及及最大間距距模具的最大大厚度，表表示注射機(jī)機(jī)安裝模具具的最大厚厚度，根據(jù)據(jù)這個(gè)厚度度確定加工工制品的最最大厚度。。（如超過過這個(gè)厚度度則無法開開啟脫模））模板行程是是指模板開開閉時(shí)行走走的最大距距離。其大大小直接影影響制品取取出是否方方便。它不不能小于模模具最大厚厚度的2倍倍。模板最大間間距是指移移動(dòng)模板移移動(dòng)到終點(diǎn)點(diǎn)位置時(shí)與與固定模板板的距離。。一般為最最大制品高高度的3倍倍。模具對復(fù)合材料料的注射成成型，應(yīng)考考慮的工藝藝特性主要要有：注射射壓力高、、注射速度度快、模具具和熔料溫溫度高、玻玻纖的摩擦擦力大等。。（1）流動(dòng)動(dòng)特性、流流道、澆口口及排氣澆口和流道道的轉(zhuǎn)彎處處應(yīng)成園角角，流道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)設(shè)冷料穴。。澆口的大大小應(yīng)根據(jù)據(jù)實(shí)際情況況確定，太太小易損壞壞玻纖且阻阻力大，太太大玻纖分分散不均勻勻。（2）成型型收縮對于熱塑性性復(fù)合材料料注射制品品，在流動(dòng)動(dòng)方向的收收縮率一般般比垂直方方向小1/2。因此，設(shè)計(jì)計(jì)模具時(shí)應(yīng)應(yīng)精心考慮慮，通過模模具尺寸對對收縮精細(xì)細(xì)修正。生產(chǎn)高精度度制品時(shí)，，模具各零零件要精確確配合，閉閉模的精確確度不僅靠靠導(dǎo)柱，而而且還要依依靠錐度導(dǎo)導(dǎo)柱和定芯芯板固定。。注射模注射模是安安裝在注射射機(jī)上，完完成注射成成形工藝所所使用的模模具。注射模的結(jié)結(jié)構(gòu)成形部件澆注系統(tǒng)導(dǎo)向部件推出機(jī)構(gòu)調(diào)溫系統(tǒng)排氣系統(tǒng)支承零部件件側(cè)向分型與與抽芯機(jī)構(gòu)構(gòu)合模裝裝置合模裝置是是保證成型型模具可靠靠的閉鎖開開啟并取取出制品的的部件。一一個(gè)完善的的合模裝置置，應(yīng)該具具備下列三三個(gè)基本條條件:第一、足夠夠的鎖模力力，使模具具在熔料壓壓力（即模模腔壓力））作用下，，不致有開開縫現(xiàn)象發(fā)發(fā)生。第二、足夠夠的模板面面積、模板板行程和模模板間的開開距，以適適應(yīng)不同外外形尺寸制制品的成型型要求。第三、模板板有合適的的運(yùn)動(dòng)速度度，應(yīng)是閉閉模時(shí)先快快后慢，開開模時(shí)慢、、快、慢，，以防止模模具的碰撞撞，實(shí)現(xiàn)制制品的平穩(wěn)穩(wěn)頂出并提提高生產(chǎn)能能力。一、合模模裝置的組組成和分類類結(jié)構(gòu)組成：：合模裝置主主要由固定定模板、活活動(dòng)模板、、拉桿、油油缸、連桿桿以及模具具調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)、制品頂頂出機(jī)構(gòu)等等組成。分類：合模裝置的的種類較多多，若按實(shí)實(shí)現(xiàn)鎖模力力的方式分分，則有機(jī)機(jī)械式、液液壓式和液液壓--機(jī)機(jī)械組合式式三大類。。機(jī)械式在新新設(shè)計(jì)中已已不采用。。因它不很很符合工藝藝的要求，，將不予介介紹。1、液壓壓合模裝置置合模裝置是是依靠液體體的壓力實(shí)實(shí)現(xiàn)模具的的啟閉和鎖鎖緊作用的的。（1）、單單缸直壓式式合模裝置置模具的啟閉閉和鎖緊都都是在一個(gè)個(gè)油缸的作作用下完成成的，這是是最簡單的的合模裝置置。這種合模裝裝置存在一一些問題，，并不十分分符合注射射機(jī)對合模模裝置的要要求。合模初期，，模具尚未未閉合，合合模力小；；為了縮短短循環(huán)周期期，這時(shí)的的移模速度度應(yīng)快才好好。但因油油缸直徑甚甚大，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)高速有一一定困難。。合模后期，，從模具閉閉合到鎖緊緊，為防止止碰撞，合合模速度應(yīng)應(yīng)該低些，，直至為零零。鎖緊后后的模具才才需要達(dá)到到鎖模噸位位。這種速度高高時(shí)力量小小，速度為為零時(shí)力量量大的要求求，是單缸缸直壓式合合模裝置難難以滿足的的。2、增壓式式合模裝置置合模初期，，壓力油進(jìn)進(jìn)入合模油油缸，因直直徑較小，，其推力小小，卻能增增大移模速速度。模具閉合后后，壓力油油換向進(jìn)入入增壓油缸缸。利用增增壓活塞面面積差的作作用，提高高合模油缸缸內(nèi)的液體體壓力。以以此滿足鎖鎖模力的要要求。增壓式合模模裝置的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是：在不用高壓壓油泵的情情況下提高高鎖模力。。增壓式合模模裝置的缺缺點(diǎn)是：油壓的增高高對液壓系系統(tǒng)和密封封有更高的的要求，故故增壓是有有限度的。。目前一般般增壓到20~32MPa，，最高可達(dá)達(dá)40~50MPa。增壓式合模模裝置一般般用在中小小型注射機(jī)機(jī)上，其合合模速度并并不十分快快，因?yàn)閷?shí)實(shí)際上合模模油缸直徑徑還是較大大的。3、充液式式合模裝置置合模時(shí)，壓壓力油首先先進(jìn)入小直直徑移模油油缸，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)快速閉模模；合模過程中中，鎖模缸缸的活塞隨隨著移動(dòng)模模板前進(jìn)，，因而造成成油缸內(nèi)的的負(fù)壓，充充液閥打開開，大量的的工作油進(jìn)進(jìn)入鎖模油油缸。當(dāng)模具閉合合，鎖模油油缸接通高高壓油，使使合模力迅迅速上升到到鎖模噸位位。開模時(shí)，從從移模缸的的另端進(jìn)油油，由于移移模油缸直直徑小，故故能實(shí)現(xiàn)快快速開模。。如圖所示：：充液式合模模裝置示意意圖：1---鎖鎖模油缸；；2---移模油缸缸；3---動(dòng)模板板；4---定模板板充液式合模模裝置特點(diǎn)點(diǎn)1）用小直直徑油缸取取得高速，，大直徑油油缸取得較較大合模力力。2）可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)較大合模模力。3）體積較較大（大油油缸直徑大大）。4）移模速速度（尤其其鎖模加壓壓速度）慢慢，油量吞吞吐量大。。5）其它與與其它液壓壓式相同。。6）適應(yīng)于于大中小型型合模機(jī)構(gòu)構(gòu)。4、特殊液液壓式為克服液壓壓油缸用大大行程去適適應(yīng)不同模模具高度的的要求，減減小油缸長長度，從而而減少油液液的吞吐量量。對其進(jìn)進(jìn)行如下改改進(jìn)：A、將合模模油缸單獨(dú)獨(dú)設(shè)置在動(dòng)動(dòng)模板或固固定模板上上，用機(jī)械械定位的方方式，縮短短合模油缸缸的行程。。B、用大直直徑短行程程缸代替大大直徑長行行程缸。C、為適應(yīng)應(yīng)不同厚度度的模具，，需將定模模板（或動(dòng)動(dòng)模板）的的起始位置置做相應(yīng)的的調(diào)整。特殊液壓式式的形式很很多，僅舉舉一例介紹紹：1---鎖鎖模油缸；；2---移模油缸缸；3---定位機(jī)機(jī)構(gòu)；4---中心心立柱特殊液壓式式的特點(diǎn):1）所需工工作油量小小，能耗低低；2）速度快快，升壓時(shí)時(shí)間短；3）合模系系統(tǒng)剛性大大（由于行行程縮短））；4）其結(jié)構(gòu)構(gòu)和油路較較復(fù)雜；5）適用于于1000t以上上的大型注注射機(jī)。5、液壓式式合模裝置置的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)：：固定模板和和移動(dòng)模板板間的開距距大，能夠夠加工制品品的高度范范圍較大。。移動(dòng)模板可可以在行程程范圍內(nèi)任任意位置停停留，因此此，調(diào)節(jié)模模板間的距距離十分簡簡便。調(diào)節(jié)油壓，，就能調(diào)節(jié)節(jié)鎖模力的的大小。鎖模力的大大小可以直直接讀出，，給操作帶帶來方便。。零件能自潤潤滑，磨損損小。在液壓系統(tǒng)統(tǒng)中增設(shè)各各種調(diào)節(jié)回回路，就能能方便地實(shí)實(shí)現(xiàn)注射壓壓力、注射射速度、合合模速度以以及鎖模力力等的調(diào)節(jié)節(jié)，以更好好地適應(yīng)加加工工藝的的要求。2）缺點(diǎn)：：液壓系統(tǒng)管管路甚多，，保證沒有有任何滲漏漏是困難的的，所以鎖鎖模力的穩(wěn)穩(wěn)定性差，，從而影響響制品質(zhì)量量。管路、閥件件等的維修修工作量大大。液壓壓合合模模裝裝置置應(yīng)應(yīng)有有防防止止超超行行程程和和只只有有模模具具完完全全合合緊緊的的情情況況下下方方能能進(jìn)進(jìn)行行注注射射等等方方面面的的安安全全裝裝置置。。液壓壓合合模模裝裝置置的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)突突出出，，正正日日益益廣廣泛泛地地被被采采用用。。頂出出裝裝置置頂出出裝裝置置是是為為頂頂出出模模內(nèi)內(nèi)制制品品而而設(shè)設(shè)的的，，各各種種合合模模裝裝置置均均設(shè)設(shè)有有頂頂出出裝裝置置。。頂頂出出裝裝置置可可分分為為機(jī)機(jī)械械頂頂出出、、液液壓壓頂頂出出和和氣氣動(dòng)動(dòng)頂頂出出三三種種。。1、、機(jī)機(jī)械械頂頂出出頂桿桿固固定定在在機(jī)機(jī)架架上上，，它它本本身身不不移移動(dòng)動(dòng)，，開開模模時(shí)時(shí)動(dòng)動(dòng)模模板板后后退退，，頂頂出出桿桿穿穿過過移移動(dòng)動(dòng)模模板板上上的的孔孔而而達(dá)達(dá)于于模模具具頂頂板板，，將將制制品品頂頂出出。。頂出桿長度可可以根據(jù)模具具的厚薄，通通過螺紋調(diào)節(jié)節(jié)。頂桿的數(shù)目、、位置隨合模模機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)、制品的大大小而定。機(jī)械頂出結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，但頂頂出是在開模模終了進(jìn)行的的，模具內(nèi)頂頂板的復(fù)位要要在閉模開始始以后。2、液壓頂出出頂出力量、速速度和時(shí)間都都可以通過液液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)節(jié)。一般小型注射射機(jī)，若無特特殊要求，使使用機(jī)械頂出出較好。較大大的注射機(jī)，，一般同時(shí)設(shè)設(shè)有機(jī)械頂出出和液壓頂出出，可根據(jù)需需要選用。3、氣動(dòng)頂出出是利用壓縮空空氣，通過模模具上的微小小氣孔，直接接把制品從型型腔內(nèi)吹出。。此法頂出方便便，對制品不不留痕跡，特特別適合盆狀狀、薄壁或杯杯狀制品的快快速脫模。原料粉末制取取：目前生產(chǎn)MIM用原料粉粉末的方法主主要有羰基法法、超高壓水水霧化法、高高壓氣體霧化化法等。1.羰羰基法MIM最早早使用的粉末末是羰基法生生產(chǎn)的，美國國GAF化學(xué)學(xué)公司采用較較粗的海綿鐵鐵粉作原料，，制粒后在350度氫氣氣中退火活化化，然后置于于反應(yīng)器中，，鐵粒暴露在在循環(huán)的CO中，氣體壓壓力為6OMPa，溫度度160度，，鐵與CO發(fā)發(fā)生反應(yīng)，得得到氣態(tài)的Fe(CO)5,并加以冷凝凝收集，接下下來，使Fe(CO)5蒸發(fā)通過一個(gè)個(gè)垂直的反應(yīng)應(yīng)塔，反應(yīng)塔塔加熱到300度，在催催化劑NH3作用下，F(xiàn)e(CO)5在塔頂部分解解為Fe和CO氣體，將將沉積的鐵粉粉聚集體球磨磨，得到符合合要求的成品品鐵粉，粉中中一般含0.8%C，0.7%N和和0.3%O（質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)）。

羰基基法是一種較較為成熟的制制備MIM用用粉末的方法法，所制得的的粉末呈球形形，粒度小，，但是羰基法法只能生產(chǎn)有有限的幾種粉粉末（如鐵粉粉、鎳粉），，不易生產(chǎn)包包含2種以上上元素的合金金粉，而且羰羰基法生產(chǎn)過過程毒性大，，在MIM生生產(chǎn)過程中還還存在碳含量量控制的問題題。2.超高壓壓水霧化法日日本的PAMCO，KawasakiSteel,KawasakiSteel幾家家公司發(fā)展了了一種超高壓壓水霧化，該該法能夠較為為經(jīng)濟(jì)地大量量生產(chǎn)MIM用金屬和合合金粉末。其其中以PAMCO公司產(chǎn)產(chǎn)量最大，工工藝也最有代代表性。該公公司年產(chǎn)MIM用粉末300t。工工藝采用150MPa高高壓水霧化，，其主要產(chǎn)品品為各種不銹銹鋼粉和低合合金鋼粉，PAMCO從從20世紀(jì)80年代中期期開始商業(yè)生生產(chǎn)MIM粉粉，針對水霧霧化粉搖實(shí)密密度低，導(dǎo)致致注射成形時(shí)時(shí)填充密度低低而需要較多多的粘結(jié)劑的的缺點(diǎn)，在增增加粉末的球球化率，提高高其搖實(shí)密度度方面作了許許多改進(jìn)，改改進(jìn)后的PAMCO新型型MIM粉的的搖實(shí)密度比比常規(guī)MIM水霧化粉的的搖實(shí)密度提提高了10%，采用具有有較高搖實(shí)密密度的粉末，，PAMCO已經(jīng)成功地地將所需粘結(jié)結(jié)劑減少了20%左右。。水霧法水霧法與氣霧霧法不同點(diǎn)：：1.因冷卻速度過過快，粉末呈呈不規(guī)則狀。。2.粉末表面粗糙糙，含氧化物物。3.采用改改進(jìn)型噴嘴的的高壓氣體霧霧化法

氣體體霧化法生產(chǎn)產(chǎn)的粉末搖實(shí)實(shí)密度高，流流動(dòng)性好，所所需添加劑量量少，且用惰惰性氣體，所所得粉末的殘殘留氣體含量量比水霧化粉粉至少低一個(gè)個(gè)數(shù)量級，但但是一般氣體體霧化粉顆粒粒較粗，約為為40-50um，能適適應(yīng)MIM要要求的細(xì)粉量量很少，英國國Osprey公司和PSI公司為為此對噴嘴進(jìn)進(jìn)行改進(jìn)，采采用高壓氣體體霧化，使得得適合MIM用的細(xì)粉產(chǎn)產(chǎn)出率大大提提高。Osprey公司司用高壓氬氣氣和氮?dú)猓▔簤毫?MPa）生產(chǎn)的的不銹鋼粉末末中有75%的粉末粒度度小于20um，大大高高于常規(guī)氣霧霧化法的20%，其平均均粒度為14um，該公公司還用該法法生產(chǎn)了高速速鋼粉、工具具鋼粉以及磁磁性合金粉等等。據(jù)Osprey公司司稱，這種高高壓氣霧化MIM粉價(jià)格格主要取決于于生產(chǎn)規(guī)模大大小，在大規(guī)規(guī)模生產(chǎn)的情情況下，該法法生產(chǎn)的粉末末價(jià)格甚至可可以與高壓水水霧化法抗衡衡。優(yōu)點(diǎn)：保持高合度原原料的完整性性粉末均勻呈呈球形，有良好堆積積性4.微霧化法法

美國MicroMaterialsTechnology和和GTEProducts公司報(bào)報(bào)道了他們采采用微霧化法法制備MIM用細(xì)粉的情情況。據(jù)稱，，該法是一種種有效制備小小于20um粉末的生生產(chǎn)方法，其其原理是基于于金屬液滴撞撞擊不浸潤的的基片而發(fā)生生破碎。原料料為普通霧化化法生產(chǎn)的較較粗粉末（50-150um），利利用等離子噴噴槍熔化原料料粉末并加速速熔融金屬液液滴，被加速速的金屬液滴滴撞擊不浸潤潤的旋轉(zhuǎn)基盤盤而產(chǎn)生破碎碎，破碎的細(xì)細(xì)小液滴球化化，并迅速冷冷卻成細(xì)小粉粉末。微微霧化法是一一種將較粗粉粉末有效地處處理成細(xì)粉的的新工藝，有有以下優(yōu)點(diǎn)：：無容器熔化化而大大減少少了粉末污染染；由于高的的等離子氣體體的溫度，沒沒有熔點(diǎn)限制制，可以方便便地制造各種種難熔金屬和和合金粉末；；不需要常規(guī)規(guī)的龐大的爐爐子裝置，節(jié)節(jié)約能源。另外，美國UltraFinePowderTechnology公司開開發(fā)了一種Tandem霧化裝置，，它的基本原原理是在霧化化之前，將一一定壓力的氣氣體注入金屬屬熔體中，這這樣，霧化后后每一金屬液液滴內(nèi)都包含含有氣體。在在冷卻過程中中，液滴內(nèi)部部氣體壓力增增大，金屬液液滴產(chǎn)生破碎碎而得到超細(xì)細(xì)球形粉末。。5.Nanoval層流霧化化法

德國Nanoval公司開開發(fā)出了一種種獨(dú)特的氣霧霧化技術(shù)，基基本思路是應(yīng)應(yīng)用自穩(wěn)定的的、嚴(yán)格成層層狀的氣流，，使熔化的金金屬平行流動(dòng)動(dòng)。熔化了的的金屬從拉瓦瓦爾噴嘴的入入口到最窄處處被氣體壓縮縮而迅速加速速（從幾m/s到音速速），氣體為為獲得穩(wěn)定而而呈層狀流動(dòng)動(dòng)。在最窄處處以下，氣體體被快速壓縮縮，加速至超超音速，在氣氣液流界面由由于剪切應(yīng)力力，金屬熔體體絲以更高的的速度變形，，最終不穩(wěn)定定而破裂成許許多更細(xì)的絲絲，最終凝結(jié)結(jié)成細(xì)小粉末末。

該技術(shù)術(shù)可直接生產(chǎn)產(chǎn)許多適合于于MIM的貴貴金屬粉、特特殊牌號的不不銹鋼和高速速鋼粉、銅基基合金和超合合金粉等，該該公司產(chǎn)品粉粉末粒度約為為10um，，其中20um粒度以下下的粉末約占占90%。。粘結(jié)劑

粘結(jié)結(jié)劑是MIM技術(shù)的核心心，在MIM中粘結(jié)劑具具有增強(qiáng)流動(dòng)動(dòng)性以適合注射射成菜和維持持坯塊形狀這這兩個(gè)最基本本的職能，此此外它還應(yīng)具有有易于脫除、、無污染、無無毒性、成本本合理等特點(diǎn)，為此出現(xiàn)現(xiàn)了各種各樣樣的粘結(jié)劑，，近年來正逐逐漸從單憑經(jīng)經(jīng)驗(yàn)選擇向根據(jù)據(jù)對脫脂方法法及對粘結(jié)劑劑功能的要求求，有針對性性地設(shè)計(jì)粘結(jié)劑劑體系的方向向發(fā)展。粘結(jié)劑一般是是由低分子組組元與高分子子組元加上一一些必要的添加劑構(gòu)成。。低分子組元元粘度低，流流動(dòng)性好，易易脫去；高分分子組元粘度高高，強(qiáng)度高，，保持成形坯坯強(qiáng)度。二者者適當(dāng)比例搭搭配以獲得高的的粉末裝載量量，最終得到到高精度和高高均勻性的產(chǎn)產(chǎn)品。通常采用用的粘結(jié)劑主主要有：熱塑塑性體系（石石蠟基、油基基和熱塑性聚合合物基）、凝凝膠體系、熱熱固性體系和和水溶性體系系。功能（1）成形階階段增強(qiáng)粉末末流動(dòng)性（2）成形后后保持坯體形形狀。熱塑性體系石石蠟基粘結(jié)結(jié)劑是最早使使用，而且至至今仍有競爭爭力的粘結(jié)劑劑休系，特別別是壁厚小于于3mm的零零件，主要由由石蠟與聚烯烯烴組成。如如HDPE，，LDPE，，PP，PS，EVA，，PEEA，，POM/PE等。石蠟蠟高溫粘度低低，與塑料相相容性好，粉粉末裝載量高高，但石蠟體體系冷卻時(shí)收收縮大，內(nèi)應(yīng)應(yīng)力大，脫脂脂慢。

油基基粘結(jié)劑主要要利用油在室室溫下為液態(tài)態(tài)或半固態(tài)，，與石蠟基粘粘結(jié)劑相比，，改善了內(nèi)應(yīng)應(yīng)力，另外采采用溶劑脫脂脂速度快。使使用油基粘結(jié)結(jié)劑的難點(diǎn)在在于增加油含含量的同時(shí)要要保持生坯強(qiáng)強(qiáng)度，防止兩兩相分離的產(chǎn)產(chǎn)生，以及快快速溶劑脫脂脂時(shí)解決溶脹脹和應(yīng)力開裂裂的問題。一一般來說，，熱塑性聚合合物基粘結(jié)劑劑由于使用較較多聚合物，，成形坯強(qiáng)度度高，但較多多的聚合物會(huì)會(huì)導(dǎo)致脫脂慢慢、裝載量低低。凝膠體體系1978年美美國的的R.D.Rivers發(fā)明明了凝凝膠體體系，，由甲甲基纖纖維素素、少少量水水、甘甘油和和硼酸酸組成成。甲甲基纖纖維素素與水水在受受熱時(shí)時(shí)形成成凝膠膠以提提高生生坯強(qiáng)強(qiáng)度，，特點(diǎn)點(diǎn)是使使用有有機(jī)物物少，，脫脂脂快。。不足足之處處是生生坯強(qiáng)強(qiáng)度低低，脫脫模困困難，，不能能連續(xù)續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)，類類似的的體系系還有有瓊脂脂與水水。1994年年法國國Impac和和MetalsProcessSystem公司司宣稱稱開發(fā)發(fā)了Quickset無無粘結(jié)結(jié)劑工工藝，，只需需傳統(tǒng)統(tǒng)MIM粘粘結(jié)劑劑含量量的5%，，實(shí)際際上也也是用用極少少量的的有機(jī)機(jī)物加加液體體載體體以形形成特特殊的的結(jié)構(gòu)構(gòu)來獲獲得生生坯強(qiáng)強(qiáng)度。。據(jù)稱稱該粘粘結(jié)劑劑體系系已可可用來來生產(chǎn)產(chǎn)厚至至20mm，重重達(dá)800g的的零件件。目目前日日本PAMCO公司司正和和MPS公公司聯(lián)聯(lián)合研研究，，進(jìn)一一步開開發(fā)這這一技技術(shù)。。熱固性性體系系Brasel通通過對對多種種熱固固性樹樹脂的的選擇擇，確確定了了呋喃喃族樹樹脂可可用于于MIM，，Petzoldt應(yīng)用用聚酰酰胺樹樹脂，，以環(huán)環(huán)氧樹樹脂為為硬化化交聯(lián)聯(lián)劑，，在150-250℃時(shí)時(shí)發(fā)生生交朕朕，交交朕溫溫度高高于注注射和和混煉煉溫度度。熱熱固性性粘結(jié)結(jié)劑有有些缺缺陷是是難以以解決決的，，如脫脫脂時(shí)時(shí)不產(chǎn)產(chǎn)生小小分子子，有有殘留留，廢廢次品品不能能重復(fù)復(fù)使用用等，，因此此限制制了它它在實(shí)實(shí)際工工業(yè)中中的應(yīng)應(yīng)用。。水溶性性體系系水水溶性性粘結(jié)結(jié)劑是是20世紀(jì)紀(jì)90年代代開發(fā)發(fā)出的的一類類很有有前途途的體體系，，是從從“固固態(tài)聚聚合物物溶液液”（（SPS））體系系中發(fā)發(fā)展起起來的的，用用水溶溶性聚聚乙二二醇（（PEG））作主主要成成分，，加部部分PMMA或或苯氧氧樹脂脂作粘粘結(jié)劑劑，在在脫氧氧蒸餾餾水中中浸泡泡脫脂脂，但但這種種體系系存在在混合合時(shí)間間長、、脫脂脂慢、、溶脹脹等缺缺陷。。后來來Amwar作作了改改進(jìn)，，采用用懸浮浮聚合合得到到的超超高分分子量量的PMMA（（分子子量-106）），配配合以以特定定的混混合方方式，，解決決了變變形問問題，，使水水脫脂脂溫度度可以以從室室溫升升至60-80℃，，脫脂脂時(shí)間間從16h降至至3h，而而且制制備出出了較較高尺尺寸精精度的的產(chǎn)品品。Hens等等另辟辟蹊徑徑，用用PEG與與可交交聯(lián)的的聚合合物PVB于脫脫脂前前或部部分脫脫脂后后用紫紫外光光固化化，也也控制制了脫脫脂變變形。。Bialo發(fā)發(fā)展了了另一一類水水溶性性體系系，以以聚氧氧化乙乙烯（（PEO））為水水溶性性部分分，成成形壞壞只需需在水水中浸浸泡60-70min就就可脫脫除PEO。水水溶性性體系系由于于采用用水脫脫脂，，價(jià)格格便宜宜，無無毒，，有利利于環(huán)環(huán)保，，然而而粘結(jié)結(jié)劑存存在吸吸水問問題，，混合合較難難，產(chǎn)產(chǎn)品尺尺寸精精度還還不高高。所所以，，雖然然該體體系已已問世世五年年，但但到目目前為為止，，仍處處于實(shí)實(shí)驗(yàn)室室階段段，但但該體體系無無疑極極具潛潛力，，是發(fā)發(fā)展方方向。。此此外還還有些些新型型粘結(jié)結(jié)劑體體系，，工藝藝上各各有特特點(diǎn)。。如美美國專專利提提出的的聚酰酰胺基基粘結(jié)結(jié)劑；；日本本專利利報(bào)道道的丙丙烯酸酸系粘粘結(jié)劑劑，特特點(diǎn)是是易除除去，，無副副縣長長產(chǎn)物物；含含烷基基的硅硅酸鹽鹽無機(jī)機(jī)物粘粘結(jié)劑劑，其其注射射壓力力小于于有機(jī)機(jī)物粘粘結(jié)劑劑體系系。此此外還還有自自行合合成的的非晶晶態(tài)聚聚合物物粘結(jié)結(jié)劑，，特點(diǎn)點(diǎn)是可可用混混合溶溶劑解解等。?；鞜捇旎鞜挓捠菍⒔饘賹俜勰┠┡c粘粘結(jié)劑劑混合合得到到均勻勻喂料料的過過程。。由于于喂料料的性性質(zhì)決決定了了最終終注射射成形形產(chǎn)品品的性性能，，所以以混煉煉這一一工藝藝步驟驟非常常重要要。這這牽涉涉到粘粘結(jié)劑劑和粉粉末加加入的的方式式和順順序、、混煉煉溫度度、混混煉裝裝置的的特性性等多多種因因素。。這一一工藝藝步驟驟目前前一直直停留留在依依靠經(jīng)經(jīng)驗(yàn)摸摸索的的水平平上，，最終終評價(jià)價(jià)混煉煉工藝藝好壞壞的一一個(gè)重重要指指標(biāo)就就是所所得到到喂料料的均均勻和和一致致性。。MIM喂料料的混混合是是在熱熱效應(yīng)應(yīng)和剪剪切力力的聯(lián)聯(lián)合作作用下下完成成的。。混料料溫度度不能能太高高，否否則粘粘結(jié)劑劑可能能發(fā)生生分解解或者者由于于粘度度太低低而發(fā)發(fā)生粉粉末和和粘結(jié)結(jié)劑兩兩相分分離現(xiàn)現(xiàn)象，，至于于剪切切力的的大小小則依依混料料方式式的不不同而而變化化。MIM常用用的混混料裝裝置有有雙螺螺旋擠擠出機(jī)機(jī)、Z形葉葉輪混混料機(jī)機(jī)、單單螺旋旋擠出出機(jī)、、柱塞塞式擠擠出機(jī)機(jī)、雙雙行星星混煉煉機(jī)、、雙凸凸輪混混料機(jī)機(jī)等，，這些些混料料裝置置都適適合于于制備備粘度度在1-1000Pa??s范范圍內(nèi)內(nèi)的混混合料料?；旎鞜挓挼姆椒椒ㄒ灰话闶鞘窍燃蛹尤敫吒呷埸c(diǎn)點(diǎn)組元元熔化化，然然后降降溫，，加入入低熔熔點(diǎn)組組元，，然后后分批批加入入金屬屬粉末末。這這樣能能防止止低熔熔點(diǎn)組組元的的氣化化或分分解，，分批批加入入金屬屬粉可可防止止降溫溫太快快而導(dǎo)導(dǎo)致的的扭矩矩急增增，減減少設(shè)設(shè)備損損失。。對對于不不同粒粒度粉粉末搭搭配時(shí)時(shí)的加加料方方式，，日本本專利利介紹紹：先先將較較粗的的15-40um水水霧化化粉加加入粘粘結(jié)劑劑中，，然后后加入入5-15um粉，，最后后加入入粉度度≤5um粉，，這樣樣得到到的最最終產(chǎn)產(chǎn)品的的收縮縮變化化很少少。為為了了在粉粉末周周圍均均勻涂涂覆一一層粘粘結(jié)劑劑，還還可將將金屬屬粉末末直接接加入入到高高熔點(diǎn)點(diǎn)組元元中，，再加加入低低熔點(diǎn)點(diǎn)組分分，最最后去去除空空氣即即可。。一般先加加入高熔熔點(diǎn)組元元，降溫溫后加入入低熔點(diǎn)點(diǎn)組元；；再分批批加入金金屬粉末末?？煽筛鷵?jù)轉(zhuǎn)矩矩判斷混混料是否否均勻。。VH型型V形形混合合機(jī)是新新型、、高效效、精細(xì)細(xì)容器回回轉(zhuǎn)、攪攪拌型混混合設(shè)備備。用于于各種粉粉狀、粒粒狀物料料的均勻勻混合，，具有很很高的混混合度，，對添添加量很很少的配配料同樣樣能達(dá)到到較好的的混合度度。該該機(jī)采采用機(jī)械械密封，，粉料不不會(huì)泄漏漏，軸承承使用壽壽命長。。該機(jī)混混合效率率高、工工作效效率較高高、勞勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度低、、操作作方便。。VH型V形形混合機(jī)機(jī)由“V””形筒、、機(jī)械密密封、機(jī)機(jī)架、減減速傳動(dòng)動(dòng)、攪拌拌葉片等等構(gòu)成。。該機(jī)機(jī)的工工作過程程是：把把需混合合的幾種種物料通通過真真空輸送送或人工工加料投投放到到““V””形筒筒內(nèi)，上上好筒蓋蓋，開起起設(shè)備，，“V”形形筒及攪攪拌葉片片同時(shí)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋旋轉(zhuǎn)的““V””形筒筒使筒體體內(nèi)物料料產(chǎn)生紊紊亂翻滾滾混合，，高速旋旋轉(zhuǎn)的攪攪拌葉片片打碎結(jié)結(jié)團(tuán)物料料，使物物料在筒筒體內(nèi)快快速混合合。VH型型V形形混合合機(jī)工作作