微结构与微型零件的微注射成形
摘要: 设计并制作了微注射成形模具, 采用光刻、离子蚀刻工艺相结合在硅片上制得了微零件型腔、流道及浇口。利用该模具在微型注射机上进行了聚丙烯微注射成形实验, 注射成形了微结构零件及独立的微型零件, 其中最小微结构部分是直径 50 μm 的微圆柱, 最小独立的微型零件是直径 300 μm、厚300 μm 的微圆片。分析了模具温度、注射压力及保压时间对微注射成形的影响, 其中模具温度影响最大, 注射压力、保压时间的影响次之。
0引言
随着微电子、微机械、微光学、介入医学等领域的发展, 微型零件的需求量不断增加。微注射成形作为一种微成形工艺, 具有制品材料、几何形状和尺寸适应性好、成本低、效率高, 以及可连续化、自动化生产等一系列优点, 因此越来越受到人们的重视。广义的微注塑零件可以分为微型零件、微结构零件和微精密零件 3 类。本文对微型零件及微结构零件进行了微注射成形实验, 分析了模具温度、注射压力及保压时间对微注射成形的影响。
1实验方案
本实验制得两类微零件, 一是微结构零件, 另一种是微型零件。微结构零件的微结构部分是直径分别为 50 μm 、80μm、100 μm 、120 μm, 深宽比在3~ 5 之间的微圆柱。微型零件是直径分别为300 μm 、600 μm 、1000 μm、1500 μm , 厚度约为300 μm 的微圆片。
微注射成形模具分为两大部分: 一是模具主体结构, 包括调温装置、抽真空结构、基本的模板、导柱等; 另一部分是制作微模具镶块, 即微零件型腔部分, 材料为厚 400 m 的硅片, 采用光刻与离子蚀刻相结合的加工工艺进行制作。在不同模具温度、注射压力、保压时间等工艺参数下进行微注射成形实验。实验材料选用聚丙烯, 注射设备选用 Babyplast 6/ 10 微注射成形机。
2微模具的设计与制作
2. 1模具主体结构的设计与制作
本实验设计并制造了一套带有加热、冷却、抽真空结构的微注射成形模具, 实验所使用的Babyplast 6/ 10 微注射成形机自带模架。微注射成形模具的主体结构与常规注射成形模具相比,有许多独特之处, 如: 型腔尺寸微小, 比表面积增大; 熔料流经微流道、型腔时凝结速度加快, 易导致填充不完全, 需要高的模具温度等。普通模具模温一般设置在 20~ 50℃，, 而微注射成形模具模温可达 60~ 180℃。为了满足高模温的要求,同时尽量提高升温速率, 采用电热棒加热。热电偶( 铁/ 康铜) 、电热棒( 6mm) 与微注射成形机内部控制软件组成调温系统。如此高的模具温度,自然冷却势必会增大生产周期, 因此采用多通道水循环冷却。
微注射成形模具的微型腔多为盲孔结构, 并且加工与配合精度很高, 依靠传统的分型面、结构间隙已无法充分排气。型腔里的气体如不能及时排出, 会造成热点、充填不足等缺陷, 为此设置了抽真空通路及相应的密封结构。另外, 由于微零件体积小、质量轻、壁薄, 其顶出不宜采用常规的机械顶出, 因而采用吸附装置来完成微型零件的脱模。
2.2微模具型腔镶块的设计与制作
图 2 为微结构零件模具镶块的局部结构CAD 图, 其微结构型腔直径为 50 μm, 深度约250 μm 。微结构零件主体结构为常规尺寸, 因此其流道、浇口为常规尺寸。图 3 是微型零件模具镶块的局部结构 CAD 图, 将型腔、流道与浇口置于同一硅片上。其最小型腔直径为 300 μm , 厚约300 μm 。微型零件是独立的微小零件, 需要微流道及浇口。该模具采用 500 μm * 300 μm 的矩形流道和30 μm * 300 μm * 100 μm 的矩形浇口。微型腔镶块制作工艺如下: ①根据零件 CAD图制作掩模版, 在玻璃上镀一层 10nm 厚的铬
薄膜, 根据原图定义出透光与不透光部分; ②硅片前处理, 通过脱脂、抛光、酸洗、水洗净化等方法加工硅表面, 提高光刻胶与硅片的黏着力; ③蒸铝, 在硅片上蒸镀一层厚 1μm 左右的金属铝薄膜; ④甩胶, 在附有铝薄膜的硅片上均匀涂敷一层正性光刻胶; ⑤曝光, 在涂有光刻胶的硅片上覆盖掩模版, 利用波长为 350 m 的紫外光透过掩模版对光刻胶进行选择性照射; ⑥显影, 将曝光后的硅片浸泡于显影液中, 光刻胶被照部分溶于显影液而除去, 得到与掩模版相同的图形; ⑦去胶; ⑧ICP 刻蚀, 利用等离子进行深槽刻蚀; ⑨去铝, 将铝保护膜腐蚀去除, 最终制得微型腔镶块局部结构。
3 微注射成形实验与结果
采用 Babyplast 6/ 10 微注射成形机进行注射成形实验。成形机结构为双柱塞式, 塑化
室内置大量钢球以提高塑化速率及塑化均匀性。合模力为 50kN, 最大注射压力为 265M Pa, 注射柱塞直径为 10mm , 最大注射量为 4cm 。利用本实验设计制造的微型模具进行微注射成形实验,实验材料选用聚丙烯
安装模具前对硅微型腔镶块进行超声清洗,去除加工过程中残留的污物, 尤其是模腔内部; 再用无水乙醇清洗硅片并吹干, 以免微型模腔内残留水分; 不要涂敷脱模剂。以上操作的目的除了防止注塑件被污染外, 主要是防止杂质进入微小型腔造成填充不足。
熔融的聚丙烯粘度小、流动性好, 这是采用聚丙烯的主要原因之一。实验工艺参数与常规注射成形不同之处有: 注射压力较大, 模具温度较高,高的模具温度需要更长的加热、保压及冷却时间; 模具需要抽真空来满足微小型腔的填充。由于微结构型腔直径微小, 且为盲孔结构, 如果注射前不抽真空, 熔料充填微小模腔时空气被急速压迫而温度升高, 易导致底部熔料烧蚀, 并且微型腔填充不完全。为验证这种烧蚀现象, 同时分析模具温度、注射压力对微注射成形的影响, 注射前未进行抽真空, 并设定熔料温度不变, 模具温度与注射压力变化如表 1 所示。
图 7 所示为微结构注塑件。材料聚丙烯, 注射熔料温度 220℃ , 模具温度 100℃ , 注射压力100M Pa, 保压 10s, 微结构部分为直径 50.4 μm、高度约 200 μm 的微圆柱。实验测得不同工艺参数下最小微圆柱径向尺寸偏差在- 1~ 0.5 μm 范围内, 微圆柱最大高度小于 220 μm, 高度方向偏差较大。其中模具温度低于 50℃时微圆柱径向尺寸小于型腔直径, 这是由于熔料在微小型腔内快速冷凝, 产生的收缩无法通过保压来弥补。这种模具温度下微圆柱最大高度约 150 μm , 除了熔料的快速冷凝外, 微型腔内的残余空气是导致填充不足的主要原因。当模具温度在 100 ℃左右时, 无保压或保压时间较短时微圆柱径向收缩; 当保压时间大于 10s、注射压力大于 100M Pa 时, 微圆柱脱模后有微小的膨胀, 这是由于熔料是在较大的压力下凝结的; 这种模温下微圆柱高度在200 μm 左右, 仍没有得到完全的填充。实验发现, 在模具温度、注射压力、保压时间都较大时, 容易出现脱模困难的现象, 其中一个原因就是上述膨胀现象, 另一个主要原因是微型腔没有脱模斜度, 因为 L IGA、准 LIGA、离子蚀刻工艺加工的微型腔垂直度都很好, 很难使型腔壁产生斜度。
对微圆柱高度填充情况进行了实验分析, 如图8 所示。模具温度对微圆柱高度影响较大, 微圆柱高度随模具温度的升高明显增加。注射压力对微圆柱高度的影响受模具温度的制约, 当模具温度较低时( 小于 50 ℃) , 微圆柱高度随注射压力的增加略有增大; 中等模具温度下( 80℃ ) , 随注射压力的增加微圆柱高度明显增大; 在高模具温度下( 100℃ ) , 熔料流动性好且凝结速度较慢, 该压力范围几乎都可以达到极限高度, 因此注射压力对其影响也很小。
图 9 所示为微型注塑件。材料为聚丙烯, 熔料温度 220℃ ,模具温度 100℃，压力 80M Pa, 塑件为直径约 295 μm 、厚度约294 μm 的微圆片, 浇口宽 30 μm。对最小微圆片径向尺寸统计分析知, 其尺寸偏差在 - 10~3 μm 范围内。其中径向收缩除了前面
提到的原因外, 微小的浇口也是一个主要原因, 即冷却过程中微小浇口中的熔料较型腔熔料冷凝较快, 因此型腔中熔料冷凝收缩后不能得到继续填充。可以通过提高模具温度, 降低模具冷却速度来减小径向收缩。微圆片模具可以通过分型面来排气, 填充完成后型腔内无残留气体, 因此厚度方向可以得到完全的填充。实验中应当避免前面提到的脱模后的膨胀现象, 因为微结构塑件的微小部分是固定在基片上的, 可以通过顶出基片带动微结构部分脱出, 而如果微型圆片与型腔壁间存在较大的压力, 将导致无法脱模。实验发现, 模具温度低于50℃时熔料在微小流道中冷凝过快, 易造成无法继续填充, 如图 10 所示, 靠增加注射压力是无法保证微圆片填充完全的。
结论
本实验注射成形了微结构零件及微型零件, 通过分析不同工艺参数下微圆柱及微圆片的填充情况, 发现模具温度、注射压力及保压时间是影响微零件注射成形的关键因素。实验材料选用聚丙烯, 模具温度在 80 ~ 100℃之间，注射压力在120M Pa 以上时微圆柱填充较好。微圆片的流道及浇口微小, 型腔填充需较长时间, 因此需要更长的保压时间。模具温度100 ℃, 注射压力在 80MPa 以上时微圆片填充完好。微圆柱型腔的深宽比较大且为盲孔结构, 注射前模腔没有抽真空, 出现了填充不完全、微结构顶端部分烧蚀等缺陷。
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。 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 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的较粗粉末。粉末的选择要有利于混炼、注射形成、脱脂和烧结，而这往往是互相矛盾的，对于MIM的原料粉末要求很细，MIM原料粉末价格一般较高，有的升值达到传统PM 粉末价格的10倍，这是目前限制MIM技术广泛应用的一个关键因素，目前生产MIM用原料粉末的方法主要有超高压水雾化法、高压气体雾化法等。 2.2粘接剂；粘接剂是MIM技术的核心，在MIM中粘接剂具有增强流动性
微粉末注射成型氧化铝通道 摘要 微粉末注射成型氧化铝通道是由亚微米级的氧化铝粉末和特制的粘接剂开发制作而成。在小规模的搅拌作用下，混合原料在四种不同的力的作用下建立一个合适的粉末载量。所选的原料的热性能和流变性能必须经过检查以便用于建立大规模的搅拌、脱脂和微通道在不同温度下进行烧结。结果表明，成型、脱脂和烧结通道具有良好的保形性。微通道的部分尺寸可以通过不同的处理步骤来改变。在1350℃以上高度致密的微通道可以通过烧结实现。超过1350℃，随着温度的升高，晶粒显著增多，从而导致硬度降低。 引言 粉末注射成型（PIM）是建立在大规模生产复杂金属和陶瓷零件的基础上的。在几年前，有越来越多的微型元件从微型PIM中获得利益。微型元件可分为三种：微细，微结构元件及微型精密部件。微型零件一般被认为单一或分居在几毫米范围内的外部尺寸的组件，但是尺寸必须在亚毫米的范围内。有几个毫米的外形尺寸微结构元件一般位于一个或者几个表面区域上。金属、陶瓷微PIM部件和微结构元件在各个领域的运用都有很大的潜力和市场，比如说医疗技术、微系统技术、微流体、微传感器和微机械等。 微PIM四个主要步骤：混合，注射成型，脱脂和烧结。在搅拌的过程中，首先是粘接剂和金属粉末或者是陶瓷粉末相混合形成注射成型的原料。原料必须被制造成合适的大小以便注射成型。在注射成型期间，通过控制温度以及压力来形成所需要的形状。在固化之后打开模具并进行脱模处理，一个初步的微结构元件就会从模腔中脱离而出。下一步就是脱脂处理。通过脱脂之后，微结构单元就会得到所需要的属性。 由于微型PIM所需要的功能部分或者细节是微米级的，所以粘接剂、粉末和相关的加工过程必须必PIM更加严格。为了获得成功的微型的PIM，一个重要的先决条件是粘接剂和粉末的量要合适。粘接剂必须提供一个最低的粘度以便在注射过程中能够轻易的注射到型腔中去，同时必须保证脱模性能好、其次具有良好的保型性和在脱脂和烧结过程中较低的收缩性。其中必须专门的制定微型PIM原料，以便全面的满足基于传统的粘结剂的原料全过程能力的需要，例如在注射微小结构时的成型限制问题和较大的高宽比以及微型尺寸容易被很小的力破坏的问题。 为了能够得到结构微小、烧结密度高、表面光洁度好、性能优良的微型元件，良好的细粒度是首选条件。金属粉末平均半径在1-5μm适合大多数情况，尽管良好的细密度来自于更好的表面光洁度。在陶瓷粉末颗粒更容易获得的情况下，有必要制定开发从亚微米级到纳米级的原料以便全面开发微PIM的潜能。因为表面积大和凝聚相关，所以必须处理细粒度特别是纳米级的。通过使用更多更细的粘
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 金属粉末注射成型技术 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-3132-56 金属粉末注射成型技术 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding，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
1 一、MIM 概念及工艺流程 金属粉末注射成形是传统粉末冶金技术与塑料注射成形技术相结合的高新技术，是小型复杂零部件成形工艺的一场革命。它将适用的技术粉末与粘合剂均匀混合成具有流变性的喂料，在注射机上注射成形，获得的毛坯经脱脂处理后烧结致密化为成品，必要时还可以进行后处理 生产工艺流程如下 配料→混炼→造粒→注射成形→化学萃取→高温脱粘→烧结→后处理→成品 二、MIM 技术特点 金属粉末注射成形结合了粉末冶金与塑料注射成形两大技术的优点，突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制，同时利用塑料注射成形技术能大批量、高效率生产具有复杂形状的零件：如各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉通孔、盲孔、凹台、键销、加强筋板，表面滚花等 ·MIM 技术的优点 a.直接成形几何形状复杂的零件，通常重量0.1~200g b.表面光洁度好、精度高，典型公差为±0.05mm c.合金化灵活性好，材料适用范围广，制品致密度达95%~99%，内部组织均匀，无内应力和偏析 d.生产自动化程度高，无污染，可实现连续大批量清洁生产 ·MIM 与精密铸造成形能力的比较 ·MIM 与其他成形工艺的比较
三、MIM常用材质 四、几种MIM材料的基本性能 五、MIM产品典型应用领域 航空航天业：机翼铰链、火箭喷嘴、导弹尾翼、涡轮叶片芯子等 汽车业：安全气囊组件、点火控制锁部件、涡轮增压器转子、座椅部件、刹车装置部件等 电子业：磁盘驱动器部件、电缆连接器、电子封装件、手机振子、计算机打印头等 军工业：地雷转子、枪扳机、穿甲弹心、准星座、集束箭弹小弹等 日用品：表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、缝纫机零件、电动玩具零件等 机械行业：异形铣刀、切削工具、电动工具部件、微型齿轮、铰链等 医疗器械：牙矫形架、剪刀、镊子、手术刀等 六、适合材质 不锈钢Fe合金Fe-Ni-Co合金钨钛合金工具钢高速钢硬质合金氧化铝氧化锆 2
1注射成型的原理、特点、应用 原理：将粒状或粉状的塑料从注射机的料斗送入配有加热装置的机筒中进行加热熔融塑化，使之成为粘流态的熔体，然后再注射机柱塞的压推作用下，以很高的流速通过机筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合型腔中，经过一点时间的保压冷却定型后，开模分型即可从型腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。 特点： 应用： 2注射成型的工艺过程 答：注射成型工艺过程包括成型前的准备，注射过程和塑件的后处理三部分。 （1）成型前的准备：原料外观的检查和工艺性能测定；原材料的染色及对料粉的造粒；对易吸湿的塑料进行充分的预热和干燥，防止产生斑纹、气泡和降解等缺陷；生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗；对带有嵌件塑料制件的嵌加进行预热及对脱模困难的塑料制件选择脱模剂等。 （2）注射过程：加料、塑化、注射、冷却和脱模。注射过程又分为充模、保压、倒流、交口冻结后的冷却和脱模。 （3）塑件的后处理：退火处理、调湿处理。 3注射成型工艺参数：温度、压力、作用时间 温度控制包括料筒温度、喷嘴温度和模具温度。 料筒温度分布一般采用前高后低的原则，即料筒的加料口（后段）处温度最低，喷嘴处的温度最高。料筒后段温度应比中段、前段温度低5~10°C。对于吸湿性偏高的塑料，料筒后段温度偏高一些；对于螺杆式注射机，料筒前段温度略低于中段。螺杆式注射机料筒温度比柱塞式注射机料筒温度低10~20°C。 压力分为塑化压力和注射压力。 作用时间（只完成一次注射成型过程所需的时间）亦称成型周期。 4注射成型周期包括哪几部分？ 答：注射成型周期包括(1)合模时间(2)注射时间(3)保压时间(4)模内冷却时间(5)其他时间（开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件的时间）。 合模时间是指注射之前模具闭合的时间，注射时间是指注射开始到充满模具型腔的时间,保压时间是制型腔充满后继续加压的时间，模内冷却时间是制塑件保压结束至开模以前所需要的时间，其他是是指开模,脱模,涂脱磨剂,安放嵌件的时间。 塑件的结构工艺性设计
1.蜡基粘结剂 石蜡是固态高级烷烃的混合物，主要成分的分子式为CnH2n+2，其中n=17～35。主要组分为直链烷烃，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃；直链烷烃中主要是正二十二烷（C22H46）和正二十八烷（C28H58）。 石蜡又称晶形蜡，通常是白色、无味的蜡状固体，在47°C-64°C熔化，密度约0.9g/cm3，溶于汽油、二硫化碳、二甲苯、乙醚、苯、氯仿、四氯化碳、石脑油等一类非极性溶剂，不溶于水和甲醇等极性溶剂。石蜡也是很好的储热材料，其比热容为2.14–2.9J·g–1·K–1，熔化热为200–220J·g–1。 石蜡的主要性能指标是熔点、含油量和安定性。 熔点：石蜡是烃类的混合物，因此它并不像纯化合物那样具有严格的熔点。所谓石蜡的熔点、是指在规定的条件下，冷却熔化了的石蜡试样，当冷却曲线上第一次出现停滞期的温度。各种蜡制品都对石蜡要求有良好的耐温性能，即在特定温度r.不熔化或软化变形。按照使用条件、使用的地区和季节以及使用环境的差异，要求商品石蜡具有一系列不同的熔点。影响石蜡熔点的主要因素是所选用原料馏分的轻重，从较重馏分脱出的石蜡的熔点较高。此外，含油量对石蜡的熔点也有很大的影响，石蜡中含油越多，则其熔点就越低。 含油量：是指石蜡中所含低熔点烃类的量。含油量过高会影响石蜡的色度和储存的安定性，还会使它的硬度降低。所以从减压馏分中脱出的含油蜡膏，还需用发汗法或溶剂法进行脱油，以降低其含油量。但大部分石蜡制品中需要含有少量的油，这对改善制品的光泽和脱模性能是有利的。 安定性：石蜡制品在造型或涂敷过程中，长期处于热熔状态，并与空气接触，假如安定性不好，就容易氧化变质、颜色变深，甚至发出臭味。此外，使用时处于光照条件下石蜡也会变黄。因此，要求石蜡具有良好的热安定性、氧化安定性和光安定性。影响石蜡安定性的上要因素是其所含有的微量的非烃化合物和稠环芳烃。为提高石蜡的安定性，就需要对石蜡进行深度精制，以脱除这些杂质。 根据加工精制程度不同，可分为全精炼石蜡、半精炼石蜡和粗石蜡3种。每类蜡又按熔点，一般每隔2℃，分成不同的品种，如52，54，56，58等牌号。粗石蜡含油量较高，主要用于制造火柴、纤维板、篷帆布等。 全精炼石蜡是指以含油蜡为原料，经发汗或溶剂脱油，再经白土或加氢精制所得到的产品。全精炼石蜡和半精炼石蜡的主要区别是含油量的多少，全精炼石蜡含油量小于0.8%，半精炼石蜡含油量小于2.0%。 1.1普通石蜡 固体石蜡又称晶形蜡，是从原油蒸馏所得的润滑油馏分经溶剂精制、溶剂脱蜡或经蜡冷冻结晶、压榨脱蜡制得蜡膏，再经溶剂脱油、精制而得的片状或针状结晶，是碳原子数约为18～30的烃类混合物，主要组分为直链烷烃。可用于制造橡胶制品蜡纸蜡笔食品和药物组分等。 液体石蜡性状为无色透明油状液体，在日光下观察不显荧光。室温下无嗅无味，加热后略有石油臭。密度比重0.86-0.905(25℃)不溶于水、甘油、冷乙醇。溶于苯、乙醚、氯仿、二硫化碳、热乙醇。与除蓖麻油外大多数脂肪油能任意混合、樟脑、薄荷脑及大多数天然或
材料成型加工与工艺学-习题解答(9-10- 11)
第八章注射成型 2.塑料挤出机螺杆与移动螺杆式注射机的螺杆在结构特点和各自的成型作用上有何异同? (p278)注射螺杆与挤出螺杆在结构上有何区别: (a)注射螺杆长径比较小，约在10~15之间。 (b)注射螺杆压缩比较小，约在2~5之间。 (c) 注射螺杆均化段长度较短，但螺槽深度较深，以提高生产率。为了提高塑化量，加料段较长，约为螺杆长度的一半。 (d)注射螺杆的头部呈尖头形，与喷嘴能有很好的吻合，以防止物料残存在料筒端部而引起降解。 (p221)挤出机螺杆成型作用是对物料的输送、传热塑化塑料及混合均化物料。 移动螺杆式注射机的螺杆成型作用是对塑料输送、压实、塑化及传递注射压力。是间歇式操作过程，它对塑料的塑化能力、操作时的压力稳定以及操作连续性等要求没有挤出螺杆严格。 3.请从加热效率出发，分析柱塞是注射机上必须使用分流梭的原因? (p278)分流梭的作用是将料筒内流经该处的物料成为薄层，使塑料流体产生分流和收敛流动，以缩短传热导程。既加快了热传导，也有利于减少或避免塑料过热而引起热分解现象。同时塑料熔体分流后，在分流梭与料筒间隙中流速增加，剪切速度增大，从而产生较大的摩擦热，料温升高，黏度下降，使塑料进一步的混合塑化，有效提高柱塞式注射机的生产量及制品质量。
6.试分析注射成型中物料温度和注射压力之间的关系，并绘制成型区域示意图。 (p298) 料温高时注射压力减小；反之，所需的注射压力加大。 8.试述晶态聚合物注射成型时温度(包括料温和模温)对其结晶性能和力学性能的影响。 (p297)结晶性塑料注射入模具后，将发生向转变，冷却速率将影响塑料的结晶速率。缓冷，即模温高，结晶速率大，有利结晶，能提高制品的密度和结晶度，制品成型收缩性较大，刚度大，大多数力学性能较高，但伸长率和充及强度下降。反过来，骤冷所得制品的结晶度下降，韧性较好。但在骤冷的时不利大分子的松弛过程，分子取向作用和内应力较大。中速冷塑料的结晶和曲性较适中，是用得最多的条件。实际生产中用何种冷却速度，还应按具体的塑料性质和制品的使用性能要求来决定。例如对于结晶速率较小的PET塑料，要求提高其结晶度就应选用较高的模温。
始于20世纪80年代末的微注射成型技术是一门新兴先进制造技术，同传统的注射成型技术相比，其对成型材料成型工艺及成型设备等方面都提出了不同要求。随着微、纳米科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，微注射成型技术是微结构零件最主要的成型方式，受到了人们高度重视，微结构零件迅速发展对微量注塑机带来了新的挑战。 微注射成型产品通常应用于微机电系统和微系统领域，产品尺寸通常非常微小，多为亚微米、微米甚至纳米级，产品质量也仅以毫克度量。 微技术领跑者——威猛巴顿菲尔展示新型微注塑机 威猛巴顿菲尔早在1998年的Microsystem的生产，就被认为是微注塑的全球技术领跑者。发展到现在，威猛巴顿菲尔在这一领域已经胜出，其产品的显着特点是高效、精密、灵活、节能。精确至微毫、高效以及微小塑料加工方面，使客户受益显着。 近日，WittmannBattenfeld公司将在2012NPE（美国NPE塑胶展）展示其下一代微注塑机，以及其两步注射单元。此款微注塑机的锁模力为5-15吨，配置了全电动微功耗的注射装置，由一个螺钉和柱塞组成，射门体积范围为0.05-4m³。 WittmannBattenfeld发言人表示，这款微注塑机拥有优秀的特性，它可以使受热均匀化，提高可重复性，同时减少注塑周期时间，并且配备了专为纳米和微零件设计的辅助设备。与普通机器相比，其成本可降低30%-50%。 微注塑机模块化系统组成包括一个塑机基本平台，可以根据客户的需求延长和旋转磁盘，进行部分切除处理，通过图像处理模块和工作台集成质量监测，伸缩扩展到一个完整的生产单元。 “在处理昂贵的塑料材料，比如用于医疗技术的骨钉、骨板时，微注塑机就发挥了巨大的作用。”WittmannBattenfeld在新闻稿中表示。这些昂贵材料的成本都在1200美元至3000美元/磅，因此，通过优质的塑机设备尽量避免剪切，减少对材料的浪费，从而节约成本。 在德国斯图加特展览中心举办的第十届MEDTEC展（德国医疗器械设计和技术展览会）上，有部分重量为0.003g的医疗钳使用Ticon提供的微注塑机，从生产到被制造出来只花费微功率为15/7.5的四腔模具4秒周期的时间。 微注塑机未来发展趋势分析 尽管微注塑机已经变得越来越重要，但其进一步发展还面临着许多挑战，未来一段时间关于微注射成型的研究发展趋势可能体现在以下方面： ——驱动方式。目前，大多数微量注塑机采用高频高扭矩伺服电机配合高精度机械传动装置的方式实现微注射成型技术要求的精密计量和高速高压注射，但这种方式由于采用了机械动装置，存在传动间隙误差和机构累计变形误差，影响了设备的精密控制和快速反应性。而采用直线电机驱动则存在推力较小和成本较高的问题，将来可对设备的驱动方式进一步研究,开发出更高精度、高灵敏度和高推力、低成本的驱动设备。 ——塑化方式。微量注塑机的塑化单元均采用螺杆式或柱塞式，由于柱塞式塑化效果欠佳，未成为当前发展的主流，而螺杆式注塑机虽然塑化效果较好，但是仍然存在着小尺寸螺杆加工难度大，使用寿命有限和塑化时间较长等问题。因此，新的环保高效的塑化方式还有待进一步的探索，如超声波塑化、微波塑化及激光塑化等。所以探索新的材料塑化方式，解决现有塑化方式带来的诸多问题，达到整洁、高效塑化注射材料的目的也将是微量注塑机的一个发展趋势。 ——注射材料。多数微量注塑机以高分子材料作为注射对象，而微注射成型技术所涵盖的成型范围不仅包括聚合物而且包括粉末喂料。由于粉末喂料与聚合物熔体在材料物理性能和工艺要求上存在较大差异，因此随着微粉末注射成型技术的日益成熟，针对粉末喂料的专用微量注塑机的研究有待进一步的深入，将来可以进一步完善新材料的微注射成型工艺，开发适用于多种材料的微注射成型设备。
金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding,简称MIM技术是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净成形技术。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℃用注射成型机注入模腔内固化成型,然后用化学或热分解的方法将成型坯中的粘结剂脱除,最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比,MIM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。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”。 MIM技术由美国加州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,并使其得到迅速推广,特别是在八十年代中期该技术实现产业化以来,更获得了突飞猛进的发展,产量每年都以惊人速度递增。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工艺的推广应用,这些公司包括太平洋金属、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产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。MIM技术已成为新型制造业中最为活跃的前沿技术领域,是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。 金属粉末注射成型技术是塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科渗透与交叉的产物,利用模具可注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。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点,而且克服了传统粉末冶金工艺制品材质不均匀、机械性能低、薄壁成型困难、结构复杂等缺点,特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。
粉末注射成型技术的特点 MIM作为一种制造高质量精密零件的近净成形技术，具有常规和机加工方法比拟的优势。MIM能制造许多具有复杂形状特征的零件：如各种外部切槽，外螺纹，锥形外表面，交叉通孔、盲孔，四台与键销，加强筋板，表面滚花等等，具有以上特征的零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。由于通过MIM制造的零件几乎不需要再进行机加工，所以减少了材料的消耗，因此在所要求生产的复杂形状零件数量高于一定值时，MIM就会比机加工方法更为经济。 MIM和精密铸造成形能力的比较 粉末注射成型的优点： 能像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷等零件部件产品成本低、光洁度好、精度高（±0.3％～±0.1％），一般无需后续加工产品强度，硬度，延伸率等力学性能高，耐磨性好，耐疲劳，组织均匀原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可连续大批量生产无污染，生产过程为清洁工艺生产 粉末注射成型 粉末注射成型材料应用 较新MIM材料体系应用
常用MIM产品应用 几种粉末注射成型材料的基本性能 粉末注射形成技术与其他成形工艺技术比较 粉末注射成型工艺与传统批量工业与自动化零件加工、冲压、锻造、精密铸造、粉末冶金相比，具有极其明显的优势。
零件薄壁能力高中中低高 零件复杂程度高低中高低 零件设计宽容度高中中中低 批量生产能力高高中中－高高 适应材质范围高高中－高高中 供货能力高高中低高 粉末注射成型工艺流程图 适用材料及性能 材料 密度硬度拉伸强度伸长率 g/cm 3 洛氏MPa % 铁基合金 MIM-2200（烧结态） 7.65 45HRB 290 40 MIM-2200（烧结态）50HRC 380 20 MIM-2700（烧结态） 7.65 69HRB 440 26 MIM-2700（碳氮共渗）55HRC 830 9 MIM-4650（烧结态）7.55 90HRB 700 11 MIM-4650（热处理态）7.55 48HRC 1655 2 MIM-8620（烧结态）7.5 85HRB 445 20 MIM-8620（热处理态）7.5 35HRC 800-1300 5-9 不锈钢 MIM - 316L （烧结态）7.8 67HRB 520 50 MIM-304L（烧结态）7.75 60HRB 500 70
金属粉末注射成形（MIM） 作者: yowelu 时间: 2009-9-8 11:58 一套完美的转轴和铰链总成部件，是由多个关键零组件互相密切配合而成，其中涉及到诸如扭力、寿命试验、耐震测试、落地测试、材料性能、零组件制造工艺的选择等各项性能要求，我认为在以上各项中，尤其以零组件的材质与制造工艺的选择尤为重要，材质可以保证一定的机械性能，而合适的制造工艺即可以经济的进行大批量生产，又可以保证零件的高精度。在这里，我要着重介绍转轴核心零件的制造工艺--金属粉末注射成形（Metal Injection Molding,简称MIM)，MIM近年已发展为粉末冶金中重要的一环并稳定地成长，是一种结合了塑料注射及粉末冶金优点的成型技术，此制程将微细的金属粉末与高分子黏结剂混合加热后，得到具流动性的射料，再经由注射机的注射成型，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品，即可以自动化、大量地生产尺寸精密、且具三维形状复杂的小型工件；此制程大大的减少了传统金属加工的繁复程序与成本费用，因此在某些工业应用上具有一定的竞争优势，目前已广泛应用于机械、电子、通讯、汽车、钟表、光电、武器、医疗器械…
MIM工艺设计指南: 与其他加工工艺比较: 与其他制程相对成本分析
MIM制程： 金属粉末射出成形 (Metal Injection Molding,简称MIM)近年已发展为粉末冶金产业中重要之一环并稳定地成长，是一种结合了塑胶射出及粉末冶金优点之近淨成形技术，被誉为“国际最热门的金属零部件制备技术”之一。此制程将极微细之金属粉末与有机黏结剂混炼加热后，得到具有流动性之射料，经由射出机射入模具中成形，成形后的生胚，需经过脱脂的过程把先前混入的黏结剂脱除，再经由真空烧结后即可得到密度95％以上之高致密度、高强度的产品。MIM的产品极为适用于精密复杂机械零件或高附加价值的外观产品上。此外MIM制程大大的减少传统金属加工的繁复程序与成本费用，因批次生产之方式大大提高了生产效率并有效地降低了量产时的成本。 MIM制品： MIM制程在金属材料体系中广泛适用，原则上可以制成粉末的金属材料都可以用于MIM 制程，但低熔点金属（如：铝、镁、锌等）常用于压铸。目前上海三展新材料科技有限公司不但拥有专业研发设计能力，还具备了量产的纯熟制造技术，尤其在不锈钢系列、铁系合金等两大材料的量产能力与品质，皆能获得客户满意与信赖，更可以随时接单、量产，提供客户客制化的服务。 1、MIM技术具有塑胶注射工艺容易制备三维结构复杂的金属零部件的优点，可以实现多个简单零件一体化。如图示： 2、MIM技术可方便的采用一模多穴模具，成形效率高，模具使用寿命长，更换调整模具方便快捷，特别适合于大批量生产，产品性能一致性好，注射料可反复利用，材料利用率达98%以上，从而大大提高了生产效率降低了生产成本。 3、MIM技术使用极微细的金属粉末（粒径：0.5~20μm），注射毛坯经由液相烧结收缩致密化得到的最终零件理论密度可达95%以上，尺寸精度高，可以与锻造、铸造、机加工等材料相媲美，特别是动力学性能优良；最终零件各部位的密度一致，即各向同性，具有极佳的表面光洁度。 选择何种金属成形加工工艺，零件的复杂性和生产产量是两个主要决定因素。MIM技术在高精确度、三维结构复杂度和量产性上独占优势。对于零件设计者，应尽可能考虑减
注射成型工艺过程—注射成型过程 各种注塑机完成注射成型的动作程序可能不完全相同,但其成型的基本过程还就是相同的。现以螺杆式注塑机为例予以说明。从料斗落入料筒中的塑料,随着螺杆的转动沿着螺杆向前输送。在这一输送过程中,物料被逐渐压实,物料中的气体由加料口排除。 在料筒外加热与螺杆剪切热的作用下,物料实现其物理状态的变化,最后呈黏流态,并建立起一定的压力。当螺杆头部的熔料压力达到能克服注射油缸活塞退回时的阻力(所谓背压)时,螺杆便开始向后退,进行所谓计量。与此同时,料筒前端与螺杆头部熔料逐渐增多,当达到所需要的注射量时(即螺杆退回到一定位置时),计量装置撞击限位开关,螺杆即停止转动与后退。至此,预塑完毕。同时,合模油缸中的压力油推动合模机构动作,移动模板使模具闭合。继而,注射座前移,注射油缸充入压力油,使油缸活塞带动螺杆按要求的压力与速度将熔料注入到模腔内。当熔料充满模腔后,螺杆仍对熔料保持一定的压力,即所谓进行保压,以防止模腔中熔料的反流,并向模腔内补充因制品冷却收缩所需要的物料。模腔中的熔料经过冷却,由黏流态回复到玻璃态,从而定型,获得一定的尺寸精度与表面粗糙度。当完全冷却定型后,模具打开,在顶出机构的作用下,将制件脱出,从而完成一个注射成型过程,参瞧下图。
图注射成型过程 1—合模注射;2—保压;3—螺杆预塑、制品顶出 按照习惯,我们把一个注射成型过程称为一个工作循环,而该循环由合模算起,为了明了起见,我们用下面工艺流程图表示。 合模→注射→保压(螺杆预塑)→冷却→开模→顶出制品→合模 注射成型过程包括加料、加热塑化、闭模、加压注射、保压、冷却定型、启模、制件取出等工序。其中,加热塑化、加压射、冷却定型就是注射过程中三个基本步骤。 ①加料。每次加料量应尽量保持一定,以保证塑化均匀一致,减少注射成型压力传递的波动。 ②塑化。塑料在进入模腔之前要达到规定的成型温度,提供足够数量
金属成型新工艺：MIM（金属粉末注射成型）工艺详细介绍 小编备注：结合国内目前MIM现状补充了一些资料。转载请注明文章来源：金属注射成型网https://www.doczj.com/doc/eb17051993.html, 1 MIM是一种近净成形金属加工成型工艺 MIM (Metal injection Molding )是金属注射成形的简称。是将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选金属粉末与粘结剂进行混炼，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状胚料，然后通过高温烧结，得到具有强度的金属零件。 2 MIM工艺流程步骤 MIM流程结合了注塑成型设计的灵活性和精密金属的高强度和整体性，来实现极度复杂几何部件的低成本解决方案。MIM流程分为四个独特加工步骤（混合、成型、脱脂和烧结）来实现零部件的生产，针对产品特性决定是否需要进一步的机械加工或进行表面处理. 混合
精细金属粉末和热塑性塑料、石蜡粘结剂按照精确比例进行混合。混合过程在一个专门的混合设备中进行，加热到一定的温度使粘结剂熔化。大部分情况使用机械进行混合，直到金属粉末颗粒均匀地涂上粘结剂冷却后，形成颗粒状（称为原料），这些颗粒能够被注入模腔。 CNPIM备注：混炼是MIM工艺中非常重要的一道工序。目前混炼有几种体系，不同的添加剂，后面对应需要不同的脱脂方法将添加剂去除。最常用的蜡基和塑基，分别对应热脱脂和催化脱脂。 成型 注射成型的设备和技术与注塑成型是相似的。颗粒状的原料被送入机器加热并在高压下注入模腔。这个环节形成（green part）冷却后脱模，只有在大约200°c的条件下使粘结剂熔化（与金属粉末充分融合），上述整个过程才能进行，模具可以设计为多腔以提高生产率。模腔尺寸设计要考虑金属部件烧结过程中产生的收缩。每种材料的收缩变化是精确的、已知的。 脱脂
塑料注射成型工艺中成型零部件 摘要随着塑料制品在日常生活中的广泛利用，人们对塑料制品的质量与数量要求日趋提高，而国内塑料制造行业所掌握的技术普遍相对落后，要提高我国塑料行业的整体竞争力，对成型模具的研究与改进是必须的。实际上塑料注射所用的模具（简称注射模一一实现注射成型工艺的重要工艺装备）成型技术已成为衡量一个国家塑料制造水平的重要标志之一。本文介绍了几种塑料成型工艺中重要模具的特点，并对不同种类凹模凸模的结构和使用条件进行探究。 关键词塑料成型；注塑机；凹模；凸模 中图分类号TS91 文献标识码A 文章编号1674-6708 （2016 ）162-0149-02 注射成型（注塑）是一种将已经在加热料筒中预先均匀塑化的热固性或热塑性材料，高速推挤到闭合模具的模腔中用以成型工业产品的生产方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑方法又可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机或注塑机）是一种常用的塑料成型设备，它利用塑料成型模具将热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。 我国的注塑机从无到有，从单一品种到多品种，已经有
了长足的发展。但相比于其他如德国等制造工艺技术发达的 国家，我国的塑料工业还处于初级发展阶段，所以注塑成型 在我国的高分子材料发展进程中有着广阔的前景。同时随着塑料制品在日常社会中得到广泛利用，塑料注射成型所用的模具（简称注射模，它是实现注射成型工艺的重要工艺装备）技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 注射模的基本组成： 1）成型零部件； 2）浇注系统：浇注系统是指注塑机喷嘴将塑料喷出后，流体到达模具型腔前所流经的通道； 3）导向机构：导向机构是用于保证动、定模合模时准确对合； 4）支承零部件：支承零部件是指起支持作用的零部件轴承，常与导向机构组合构成模架； 5）推出机构：推出机构是将模具中已经完成成型后的塑件及浇注系统中的凝料推出模具的装置； 6）侧向分型与抽芯机构：该机构将成型孔、凹穴或凸台的型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出，合模时又将其复位； 7）温度调节系统：满足注射工艺对模温的要求； 8）排气系统：将型腔内的气体排出模外。 其中，成型零部件是指直接与塑料接触或部分接触，并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件，它们是模具的核心 零件。包括型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。
PIM粉末注射成形概述：注射成型车间 连续烧结炉设备结构图
真空烧结炉 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。 4、产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密度可达95%～100%，可进行渗碳、淬火、回火等热处理。 5、适用材料范围宽，应用领域广，原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可连续大批量规模化生产。生产过程无污染，为清洁工艺生产。MIM技术使用的模具，其寿命与塑料注射成形模具相似。由于使用金属模具，MIM适于零件的大批量生产；由于利用注射机成形产品毛坯，极大地提高了生产效率，降低了成本，而且注射成形产品一致性好、重复性好，从而为大批量和规模化工业生产提供了保证，再者一模多腔可进一步提高效率和降低毛坯的成形成本。 6、制品微观组织均匀，密度高，产品强度、硬度、伸长率等力学性能高，耐磨性好，耐疲劳，组织均匀，性能好。在粉末冶金压制过程中，由于模壁与粉末以及粉末与粉末之间的摩擦力，使得压制压力分布不均匀，也就导致了压制毛坯在微观组织的不均匀、材料致密性差、密度低，严重影响了产品的力学性能；而MIM是一种流体成形工艺，粘结剂的存在保证了粉末均匀排布，从而可消除毛坯微观组织的不均匀，进而使烧结制品密度接近材料的理论密度，从而使强度增加、韧性加强，延展性、导电性、导热性得到改善，综合性能提高。能像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷等零部件，产品成本低，光洁度好，表面粗糙度可达到Ra 0.80～1.6μm，精度高，一般无需后续加工。
塑料注射成型工艺中成型零部件 注射成型（注塑）是一种将已经在加热料筒中预先均匀塑化的热固性或热塑性材料，高速推挤到闭合模具的模腔中用以成型 工业产品的生产方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑 方法又可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机（简称注射机 或注塑机）是一种常用的塑料成型设备，它利用塑料成型模具将 热塑性塑料制成各种形状的塑料制品。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。 我国的注塑机从无到有，从单一品种到多品种，已经有了长足的发展。但相比于其他如德国等制造工艺技术发达的国家，我国的塑料工业还处于初级发展阶段，所以注塑成型在我国的高分子材料发展进程中有着广阔的前景。同时随着塑料制品在日常社会中得到广泛利用，塑料注射成型所用的模具（简称注射模，它是实现注射成型工艺的重要工艺装备）技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。 注射模的基本组成： 1）成型零部件； 2）浇注系统：浇注系统是指注塑机喷嘴将塑料喷出后，流 体到达模具型腔前所流经的通道； 3）导向机构：导向机构是用于保证动、定模合模时准确对 合；
4）支承零部件：支承零部件是指起支持作用的零部件轴承，常与导向机构组合构成模架； 5）推出机构：推出机构是将模具中已经完成成型后的塑件 及浇注系统中的凝料推出模具的装置； 6）侧向分型与抽芯机构：该机构将成型孔、凹穴或凸台的 型芯或瓣合模块从塑件上脱开或抽出，合模时又将其复位； 7）温度调节系统：满足注射工艺对模温的要求； 8）排气系统：将型腔内的气体排出模外。 其中，成型零部件是指直接与塑料接触或部分接触，并决定塑件形状、尺寸、表面质量的零件，它们是模具的核心零件。包括型腔、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。 这里主要对成型零部件中凹模、凸模的结构进行分类，以及对其使用条件进行分析。 1凹模结构分类 凹模也可以称作型腔或者凹模型腔，是用来成型塑件外形轮廓的主要零件。可在安装在定模上也可以安装在动模上。凹模的类型有很多，凹模按外形可以分为圆形和矩形；按刃口有平刃和斜刃；按结构形式不同则可以把它们分为整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶拼组合式凹模、大面积镶拼组合式凹模。 1.1整体式凹模 整体式凹模是由整块材料制作加工而成。这种凹模结构相对 比较简单，具有较高的强度和较好的刚性，不易使塑件因加工过 程中产生的拼接缝痕迹而出现质量问题，也可以使注射模中成型零件的数量大大减少，从而提高了模具的装配效率，也使整个模具的外形尺寸和结构得到一定程度的缩小。 但常出现的问题是塑件热处理不方便，如果整体式凹模用来成型
金属粉末注射成型技术 金属粉末注射成型技术(Metal Powder Injection Molding，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。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。工艺流程粘结剂→混炼→喷射成形→脱脂→烧结→后处理 粉末金属粉末 MIM工艺所用金属粉末颗粒尺寸一般在0.5~20μm；从理论上讲，颗粒越细，比表面积也越大，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。有机胶粘剂作用是粘接金属粉末颗粒，使混合料在喷射机料筒中加热具有流变性和润滑性，也就是说带动粉末流动的载体。因此，粘接剂的选择是整个粉末的载体。因此，粘拉选择是整个粉末喷射成型的关键。对有机粘接剂要求： 1.用量少，用较少的粘接剂能使混合料产生较好的流变性；