粉末注射成形技术

粉末注射成形（Powder Injection Molding，简称PIM）是将现代塑料注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用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解等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，其工艺过程如图1所示。它不仅保持了粉末冶金技术可以制备用熔铸方法无法或很难制备的材料的特点，还可以像成形塑料产品一样制备金属或陶瓷零件，把粉末冶金技术的成形能力提高到了前所未及的程度。它是小型复杂零部件成形与加工技术的一场革命，成为了新型制造业中最为活跃的前沿技术领域，代表着粉末冶金技术发展的主要发展方向。近年来得到了世界各工业发达国家的高度重视，被国际上誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。美国已将其列为对国家经济繁荣和持久安全起至关重要的“国家关键技术”之一。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、兵器及航空航天等众多工业领域。

粉末注射成形技术的特点主要有：

能直接成形几何形状复杂的小型零件；

零件尺寸精度高（±0.1%~±0.5%），表面光洁度好（粗糙度1~5μm）；

产品相对密度高（95~100%），组织均匀，性能优异；

适合各种粉末材料的成形，产品应用十分广泛；

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。

十多年来，北京科技大学粉末冶金研究所的曲选辉教授课题组在国家“863”计划、“973”计划、国家军工科研计划、北京市科委重大科研项目和国家杰出青年基金等的资助下，在粉末注射成形关键技术、应用开发、产业化关键技术与装备等方面进行了深入系统的研究，并取得了一系列创新性成果，开发出了一系列具有自主知识产权的新工艺、新配方，研制的许多产品已成功应用于我国国防和民用领域。目前已拥有7项国家发明专利，多项研究成果获省部级以上科技进步奖。其技术水平处于国内领先、国际先进水平。本技术现已成为国家科技部重点推广项目之一。