MIN金属粉末成型介绍

第5章粉末冶金特种成形技术

5.1概述

粉末的制备、成形和烧结是粉末冶金过程中的三个基本环节。传统的粉末冶金成形通常是将需要成形的粉末装入钢模内，在压力机上通过冲头单向或双向施压而使其致密和成形，压机能力和压模的设计成为限制压件尺寸及形状的重要因素。由于粉末与模壁的摩擦而使压力降低，使成形密度不均匀，限制了大型坯件的生产。所以，传统的粉末冶金零件尺寸较小，单重较轻，形状也简单。随着粉末冶金产品对现代科学技术发展的影响日益增加，对粉末冶金材料性能以及产品尺寸和形状提出了更高的要求，传统的钢模压成形难以适应需要。为了解决上述问题，很多学者广泛地研究了各种非模压成形方法，相对于传统的模压成形，将后者称之为粉末冶金特种成形技术。

粉末冶金成形技术一直处于不断发展演化过程中，从传统的单向压制到双向压制，再到等静压成形，从冷等静压成形到热等静压成形，还出现了准等静压成形（包括陶粒压制、STAMP工艺、快速全向压制等）、温压成形、流动温压成形、高压温压成形、喷射成形、挤压成形、粉浆浇注成形、粉末轧制成形、粉末锻造成形、金属粉末注射成形、粉末电磁成形等特种成形技术。有些技术既是粉末成形过程，也是烧结过程，如粉末热等静压成形、放电等离子烧结、爆炸烧结、选择性激光烧结等。

目前，现代粉末冶金成形技术正朝着高致密化、高性能化、高生产效率、低成本方向发展。不同的特种成形方法具有不同的特点，应从坯件的性能、形状和尺寸三方面适应制品的特殊需要。本章将对它们的原理、特点、工艺及应用等进行论述。其中粉末喷射成形、注射成形分别在第4章与第8章中讨论，而放电等离子烧结、爆炸烧结、选择性激光烧结技术在“粉末冶金特种烧结技术”中讨论。

难熔金属的粉末冶金制备新技术

何勇学号：153312086

粉末冶金研究院

摘要：本文简要介绍了几种难熔金属的制备新技术，包括三种现代粉末冶金烧结技术（微波烧结、放电等离子烧结、选择性激光烧结）与两种近静成型技术（3D打印、金属粉末注射成形）。介绍其制备方法的基本原理、技术优势以及应用现状，并在最后简单阐述材料制备技术的发展趋势。先进烧结技术具有烧结温度低、烧结速度快、晶粒组织细化、结构均匀可控等优点，同时节约能源，生产效率高，是未来难熔金属制品致密化过程的优良选择；近静成型技术摒弃了传统材料制品制备和加工分开进行的传统工艺，大大缩短了生产周期，已成为当今难熔金属材料研究的热点，在高新尖端领域拥有十分可观的前景。

关键词：难熔金属；制备工艺技术；粉末冶金

Abstract: This paper briefly introduces several new techniques of preparation of refractory metal, including three modern sintering technologies such as microwave sintering and two kinds of near net shape techniques. The basic principles，advantages and research status of these methods are claimed in the main paragraph. At the last part, some development trend of refractory metal materials are listed briefly.Not only do they possess unique advantages on rapid heating rate, short sintering time, inhibiting grain growth and controlling microstructure, but also show enormous industrial application value and prospect in terms of short production cycle and high efficiency energy saving, so the new sintering techniques have become a present research focus in material field.Near net shape technology has a very considerable prospects in the high-tech frontier because it greatly shortens the production cycle.

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。

粉末冶金介绍范文

粉末冶金是一种重要的金属热加工工艺，它通过将金属粉末经过一系

列的处理工艺，最终得到所需的零件或产品。相比于传统的金属加工工艺，粉末冶金具有许多独特的优点，如原料利用率高、能耗低、生产周期短、

产品质量好等。

粉末冶金的工艺流程可以大致分为粉末制备、粉末混合、成型、烧结

和后处理等几个步骤。首先，粉末制备是指将金属原料加工成粉末的过程。粉末可以通过多种方法制备，如球磨法、化学法、电解法和水雾法等。其中，球磨法是最常用的方法之一，它通过将金属块与磨料一同放入球磨罐中，并在罐内进行高速旋转摩擦，使金属表面受到冲击和摩擦力，从而破

碎形成金属粉末。

粉末混合是指将不同金属粉末按照一定比例混合在一起，以便获得所

需的合金成分。混合的方法有手工混合和机械混合两种。手工混合通常适

用于少量的粉末混合，而机械混合则适用于大规模的生产。机械混合可以

通过使用搅拌机、高速混合机等设备来实现。在混合的过程中，可以添加

一些特殊的添加剂，如润滑剂、流动剂等，以提高混合效果和成型性能。

成型是将混合好的金属粉末通过一定的方法制成所需的形状的过程。

常见的成型方法有压力成型和非压力成型两种。压力成型包括压制、注射

成型、挤压等，其原理是利用外界压力将金属粉末压制成所需的形状。非

压力成型包括烧结、熔渗、电渗成型等，其原理是通过加热和加压等作用，使金属粉末颗粒结合在一起形成所需的形状。在成型过程中，还可添加一

些辅助剂，如流动剂、粘结剂等，以提高成型效果。

烧结是将成形好的金属粉末在一定的温度下进行加热处理，使其颗粒

结合在一起形成致密的块体。由于金属粉末颗粒之间存在一定的空隙，必

粉末压制过程中的摩擦与润滑

摘要：粉末成形过程中的摩擦行为是一个十分复杂的问题,受粉末和模具材料性能、粉末形状大小、模具外表状况、粉末与模具间相对运动速度、润滑剂特性、粉末和模具温度等许多因素的影响.摩擦造成了制品密度低、分布不均匀、模具磨损,影响了制品的性能、尺寸精度及其应用范围。特别是复杂形状、厚度尺寸较大的粉末冶金制品,摩擦的存在极易造成制品的失效。摩擦行为的复杂性使得对其进展准确的测定和表达比拟困难,加之这方面的研究不多,造成了进一步研究的困难.综述近几年国外对粉末成形过程摩擦现象的研究进展。

关键字：金属粉末；压制；摩擦模型；润滑

一、粉末成形简介

1、粉末成型：通过外力，把粉末或其聚集体制作成具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品。

2、成型目的：获得要求形状和尺寸，质地均匀，尽可能的致密，有一定强度的坯体。通常又与最正确均匀化，致密化等联系在一起模压成形是最根本方法。

3、压制成型原理：机械压力连续地或屡次地通过压头传递到在模型中的粉末体上，在高压下粉末体致密化而形成具有一定形状、尺寸和强度的坯体[1]。

4、压制机理：

a.颗粒重排：在低压时，颗粒发生重新排列而填充气孔产生严密堆积

b.在较高压力下，引起颗粒的破碎，并通过碎粒的填充而致密。

在压力一定时，致密化能力决定于压制粉料颗粒的性质〔包括团聚体〕〔主要是物料颗粒的硬度〕。

c.塑性变形：在高压下，通过塑性形变填充空间，这时颗粒间的点接触变成面接触。

二、粉末压制过程

2.1成形前原料准备

2.1.1退火

将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。

金属粉末的制备方法及基本原理

1 引言

金属粉末尺寸小,比表面积大,用其制得的金属零部件具有许多不同于常规材料的性质, 如优良的力学性能、特殊的磁性能、高的电导率和扩散率、高的反应活性和催化活性等。这些特殊性质使得金属粉末材料在航空航天、舰船、汽车、冶金、化工等领域得到越来越广泛的应用。

2 金属粉末的制备方法

2.1 机械法

机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的纳米粉末。

2.1.1 球磨法

球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强,可连续操作,生产效率高,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难[3]。

2.1.2 气流磨粉碎法

气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为:压缩气体经过特殊设计的喷嘴后,被加速为超音速气流,喷射到研磨机的中心研磨区, 从而带动研磨区内的物料互相碰撞,使粉末粉碎变细; 气流膨胀后随物料上升进入分级区,由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料,其余粗粉返回研磨区继续研磨, 直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行,并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小( 平均粒度在3～8 μm)。气流磨粉碎法适于

金属粉末注射成型工艺（MIN）特殊过程控制要求一、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及其特殊过程控制要求