粉末微注射成形技术

作者: cnpim CNPIM 2013年08月27日
 中国粉末冶金服务网讯:粉末注射成形是将传统粉末冶金技术与现代塑料注射成形工艺相结合而形成的一种零部件新型成形技术。该技术的最大特点是可以直接制造出具有最终形状的零部件,最大限度地减少机加工量和节省原材料,解决了多年来一直困扰粉末冶金领域的复杂形状制品成形难的问题;而且该技术的材料适应性广,凡是可以制成粉末的金属、合金、陶瓷等均可用此技术制成零部件。此外,该技术还可以实现全自动化连续生产,生产效率高,材料性能优异,产品尺寸精度高,因此受到广泛重视。

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  这种技术的基本工艺是:首先将固体粉末与一定的聚合物及添加剂组元均匀混合,经制粒后,在加热状态用注射成形机将粒状料注入模腔内冷凝成形,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。

  近年来,微系统技术在各个领域的发展非常迅速,同时也对应用于微型工程中的三维微型复杂元器件的制造提出了更高的要求,希望微型器件在具备满足使用要求性能的同时,能够实现规模化生产。微系统中主要的元器件包括微型模具、用于传感器和加速器上的微型机械结构、生物传感器、微型流体元件、微型反应器等。这些元器件形状复杂、体积微小,采用现有的微型加工技术如微型切削、激光切削、硅刻蚀技术等,生产效率低,无法开展大规模生产,而近年来在粉末注射成形基础上发展起来的粉末微注射成形工艺为实现微型元器件规模化生产提供了最具潜力的制备技术。

  是指针对尺寸小于1微米的零件在传统粉末注射成形技术基础上所开发的一种成形技术,主要应用于连续制造具有微观结构表面与微型结构的零件,其基本工艺步骤与传统的粉末注射成形基本相同,所制备零件的表面质量与孔隙度可通过选择原始粉末与适宜的烧结条件来控制。与传统粉末注射成形不同的是,粉末微注射成形为了便于制造微小结构,所选择的粉末平均粒径一般小于1~2微米;其次,由于粉末比表面积增大,需要粘度较低但有足够强度的粘结剂,以利于微注射成形并避免生坯件脱模时损坏。另外,为了防止变形、裂纹及气泡的产生,微注射成形技术对脱脂和烧结的工艺条件更加苛刻。

  目前,国际上开展该技术研究的主要国家有德国、日本、新加坡、美国和英国。其中,德国率先开展并取得了突出的成果。国内的北京科技大学、中南大学以及大连理工大学也在该领域进行了一系列研究工作。如北京科技大学研制了具有自主知识产权、适用于传统注射成形机的粉末微注射成形用模具;并以羰基铁粉和铁镍合金粉为原料,在传统注射成形机上成功实现了粉末微注射成形齿顶圆直径小于1毫米的微型齿轮。

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技术支持:粉末注射成型网
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