金属粉末注射成形技术

第1章 概述 1

1.1 基本概念 2

1.2 粉末注射成形技术的特点 3

1.3 PIM技术的发展状况 4

1.3.1 国际概况 5

1.3.2 国内状况 6

1.4 产业结构及效益 9

1.4.1 产业结构 9

1.4.2 提高效益的策略 9

1.5 MIM技术的特色 12

1.6 MIM的标准 17

1.6.1 MIM零件材料标准的注释和定义 18

1.6.2 检验方法 22

1.6.3 MIM材料技术标准 24

1.7 MIM技术的局限性 27

第2章 喂料的制备 31

2.1 粉末的制备 31

2.1.1 MIM用粉末的理想特征 32

2.1.2 粉末颗粒的形状和粒度 34

2.1.3 粒间摩擦和散装密度 38

2.1.4 粉末的制作 39

2.1.5 注射成形粉末的调制与处理 43

2.1.6 粉末注射成形用粉末的举例 45

2.2 黏结剂的配比与性能 49

2.2.1 黏结剂的要求 49

2.2.2 黏结剂系统举例 52

2.3 喂料的混炼 61

2.3.1 粉末与黏结剂的比例 61

2.3.2 喂料流变学 68

2.3.3 喂料特性 73

2.3.4 喂料制备 74

2.3.5 喂料实例和性能 80

第3章 注射成形 82

3.1 金属注射成形工艺 83

3.1.1 成形性 84

3.1.2 成形实践 88

3.1.3 注射成形过程的质量控制 92

3.2 金属注射成形模具设计 95

3.2.1 注射成形坯形状设计 95

3.2.2 注射成形模具设计 96

3.2.3 模具的基本结构 99

3.2.4 模具设计的基本步骤 100

3.2.5 带外侧凹制品的模具设计 119

3.2.6 侧向抽芯模具和带内侧凹制品的模具设计 125

3.2.7 金属注射成形模具的材料选择 130

3.2.8 金属注射成形模具设计实例 132

3.3 MIM注射成形设备 134

3.3.1 MIM注射成形设备的分类 135

3.3.2 MIM注射成形机的特性 136

3.3.3 选择合适的MIM注射成形机的方法 142

第4章 注射成形过程的计算机模拟 144

4.1 金属粉末注射成形的计算机模拟的必要性 144

4.2 粉末注射成形喂料性能参数的模拟 150

4.3 粉末注射成形充模流动模拟 152

4.3.1 喂料熔体在任意平面几何形状型腔中的流动模拟 157

4.3.2 喂料熔体在三维型腔中的流动 162

4.3.3 颗粒模型 164

4.3.4 金属粉末注射成形充模流动模拟亟待解决的问题 166

4.4 充模过程的数值求解 167

4.5 MIM计算机模拟的商业化软件 170

4.6 粉末注射成形充模流动模拟的实际应用 173

4.6.1 不锈钢SUS316L（PF15％）53％（体积分数）喂料的U形试验模型分析 176

4.6.2 硬质合金MIM充模数值模拟 178

第5章 脱脂 183

5.1 脱脂基础 183

5.1.1 Wiech法 185

5.1.2 Injectamax法 186

5.1.3 水溶解法 186

5.1.4 Metamold法 187

5.2 脱脂机理 188

5.2.1 热脱脂机理 189

5.2.2 溶剂脱脂机理 200

5.3 脱脂过程的缺陷避免 203

5.4 脱脂设备 206

5.4.1 溶剂脱脂装置 206

5.4.2 热脱脂炉 207

5.4.3 连续式催化脱脂炉 209

第6章 烧结 213

6.1 注射成形坯烧结的基本原理 214

6.2 几种典型注射成形材料体系的烧结 220

6.2.1 注射成形不锈钢材料的烧结 220

6.2.2 注射成形铁基合金的烧结 225

6.2.3 注射成形高密度合金的烧结 228

6.2.4 注射成形AlN的烧结 229

6.2.5 注射成形硬质合金的烧结 231

6.3 烧结产品质量及尺寸精度的控制 232

6.3.1 烧结产品的质量控制 232

6.3.2 尺寸精度控制 234

6.4 烧结后处理 237

6.4.1 致密化 237

6.4.2 热处理 238

6.4.3 表面处理 239

6.5 烧结设备 240

6.5.1 连续式烧结设备 241

6.5.2 批料式烧结设备 249

第7章 MIM的应用及实例 253

7.1 MIM技术的应用领域 256

7.1.1 汽车行业中的应用 256

7.1.2 兵器工业中的应用 260

7.1.3 钟表行业中的应用 262

7.1.4 电子工业中的应用 263

7.1.5 医疗器械中的应用 265

7.1.6 办公自动化及通信行业中的应用 266

7.2 MIM材料性能及其应用 268

7.2.1 MIM不锈钢 268

7.2.2 MIM钛合金 274

7.2.3 MIM硬质合金 278

7.3 MIM应用实例分析 279

7.3.1 MIM工艺应用实例（一） 279

7.3.2 MIM工艺应用实例（二） 284

第8章 MIM产品设计指南及规范 288

8.1 MIM的应用特征 288

8.2 MIM的设计思想 289

8.2.1 MIM产品的结构设计 289

8.2.2 MIM产品的公差 307

8.2.3 MIM产品的后续处理 308

8.3 MIM产品的材料 309

参考文献 311