粉末注射成型(PIM)聯(lián)合了注射成型的工藝上風(fēng)和金屬、陶瓷的出眾物理性能，正在敏捷成為一種陶瓷和粉末金屬的新型生產(chǎn)技巧，用于需要高產(chǎn)量、高性能、低本錢和復(fù)雜外形的場(chǎng)合。

　　粉末注射工藝中，按配方斷定的金屬或陶瓷粉末與聚合物粘結(jié)劑混雜，注射到模具里，形成所需外形(生坯)。與傳統(tǒng)注射成型和高壓模鑄類似。成型后，粘結(jié)劑被脫除，得到的成坯經(jīng)過(guò)燒結(jié)，使粉末顆粒之間產(chǎn)生冶金聯(lián)合，賦予終極制品所需的機(jī)械和物理性能。

　　各種粉末注射成型工藝得到的零件

　　混料

　　常用粉末有不銹鋼、氧化鋁、鐵、硅酸鹽、氧化鋯和氮化硅。粘結(jié)劑通常以熱塑性樹(shù)脂為基礎(chǔ)，如蠟或聚乙烯，但纖維素、凍膠、硅烷、水和各種無(wú)機(jī)基質(zhì)也經(jīng)常應(yīng)用。粘結(jié)劑通常包含兩、三種組分：熱塑性樹(shù)脂，用于潤(rùn)滑、粘度把持、增加浸潤(rùn)和脫出的添加劑。

　　成型

　　與傳統(tǒng)聚合物注射成型基礎(chǔ)類似，但成型尺寸要超過(guò)設(shè)計(jì)尺寸，以補(bǔ)償燒結(jié)壓縮。成型時(shí)，粒料加熱到150到200℃，注進(jìn)模具中，根據(jù)制品尺寸和實(shí)際配方不同，注射壓力在35到140MPa之間，注射周期為30到60秒。模具既可以加熱以把持混雜物粘度，也可以保持為室溫以利于冷卻。成型結(jié)束階段，成型的生坯有石墨狀較高的堅(jiān)實(shí)度，適于通過(guò)頂出桿或脫模環(huán)從模具中主動(dòng)頂出。

　　除粘結(jié)劑

　　請(qǐng)求在最短的時(shí)間內(nèi)將粘結(jié)劑脫除，且對(duì)壓塊的影響最小。該步工藝是粉末注射工藝中最關(guān)鍵的一步。脫除方法有三種：熱脫除、催化型粘結(jié)劑脫除劑、或溶劑抽提。脫除工藝中，有大約30到98%的粘結(jié)劑被除往，這一過(guò)程需時(shí)較長(zhǎng)。脫除后，所得壓塊稱為“成坯”。

　　燒結(jié)

　　工藝的最后一個(gè)步驟是燒結(jié)，經(jīng)過(guò)該熱處理過(guò)程使顆粒聯(lián)合成為實(shí)體。燒結(jié)過(guò)程中，成型制品內(nèi)的顆粒間隙打消，導(dǎo)致明顯壓縮(通常在10到20%數(shù)目級(jí))。同時(shí)，成品密度可達(dá)到大約97%，這時(shí)其機(jī)械性能與用其他方法生產(chǎn)的制品相比，即使有差別，也非常小。

　　工藝長(zhǎng)處

　　◆和傳統(tǒng)金屬和陶瓷加工方法相比，下降生產(chǎn)本錢20到40%

　　◆是一種尺寸公差把持良好，基礎(chǔ)不需要二次加工的干凈成型工藝

　　◆能生產(chǎn)復(fù)雜外形和幾何特點(diǎn)的制品

　　◆通過(guò)應(yīng)用注射成型和主動(dòng)化生產(chǎn)技巧獲得高生產(chǎn)效率

　　◆制品機(jī)械性能與鑄造材料幾乎相當(dāng)

　　工藝毛病

　　◆制品尺寸和厚度受到限制

　　制品越大，昂貴的原材料在總本錢中所占比例越大。截面越厚，粘結(jié)劑脫除所需時(shí)間越長(zhǎng)，使工藝本錢變高。目前壁厚的限制大約是30mm。

　　◆體積壓縮和厚度均勻性難于把持

　　“生坯”中含有大批體積分?jǐn)?shù)的粘結(jié)劑(多達(dá)50%)，導(dǎo)致燒結(jié)過(guò)程中壓縮明顯。把持壓縮過(guò)程是對(duì)燒結(jié)工藝的重要請(qǐng)求。壁厚的變更會(huì)造成燒結(jié)中壓縮不均勻，增加了尺寸把持的難度。均勻的壁厚對(duì)于避免變形、內(nèi)應(yīng)力、空洞、裂紋和凹痕是至關(guān)重要的。
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