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1、第30卷 第6期四川兵工学报2009年6月X金属粉末注射成型技术在轻武器制造上的应用123张 磊,逄 磊,王 琦(1.重庆军代局武器处,重庆 400060;2.驻296厂军代室,重庆 400060;3.驻451厂军代室,重庆 400060)摘要:本文中基于对金属粉末注射成形(MIM)技术的介绍,通过与传统机械加工方法在加工经济性、生产效率等方面进行对比,并引入MIM技术在轻武器制造上的成功应用范例,阐明MIM技术制造轻武器用小型、复杂结构零部件上具有较传统机械加工方法所无可比拟的诸多优势,并借此提出MIM技术需
2、进一步改进的关键性问题.关键词:金属粉末注射成形(MIM)技术;轻武器制造;Ni18Co9Mo5;Fe4Ni0.5Mo中图分类号:TJ0;TJ24;TG文献标识码:A文章编号:1006-0707(2009)06-0127-04 粉末注射成形(PIM)技术是小型复杂零部件成形与加耗,因此对于复杂形状零件大规模生产,MIM将会比机加工技术的一场革命,近年来得到了世界各工业发达国家的工方法更为经济;高度重视,所制备的零件广泛应用于航空航天工业、汽车3)能直接成形几何形状复杂、精密及具有特殊要求的业、电子业、军工业、
3、医疗、机械行业、日用品等领域,因此小型零件0.2～200g;该技术被国际上誉为“当今最热门的零部件成形技术”.目4)零件尺寸精度高,成形零件的典型公差为前,MIM技术现已在我国轻武器制造业得到应用.±0.05mm,表面光洁度好(粗糙度可达1～5μ);5)产品质量稳定、性能可靠,制品的相对密度可达1MIM技术简介95%～100%;6)可进行渗碳、淬火、回火等处理,组织均匀,性能优异; 粉末注射成形(PowderInjectionMolding,简称是PIM),7)适合各种粉末材料的成形,产品应用十分广泛;是运用
4、模具成形的原理,将现代塑料注射成形技术引入粉8)合金化好,对于过硬、过脆、难以切削的材料或原料末冶金领域而形成的一项新型粉末冶金近终成形技术,其铸造时有偏析或污染的零件,可降低制造成本;特征是将金属粉末、陶瓷粉末经注射使之成形后,经一系9)原材料利用率高,生产自动化程度高,工序简单,工列加工处理得到的成形件,该成形件不仅具有高度的形状艺流程短,生产效率高,易于实现大批量、规模化生产;[3]近似性,而且具有金属与陶瓷的原有物理、化学与机械性10)无污染,生产过程为清洁工艺生产,利于环保.能,故将这一成形的工艺技术
5、被称之为粉末注射成形.根MIM技术原则上可适用于任何能制成粉末的材料,目据其成形材料,该技术又可分为金属粉末注射成形(MIM)前应用的MIM材料体系主要有合金钢,不锈钢,铁基合金,[1]和陶瓷粉末注射成型(CIM)2种.磁性材料,钨合金,硬质合金等系列,所制备的零件广泛应MIM技术的基本工艺过程是,首先将固体粉末与有机用于航空航天工业、汽车业、电子业、军工业、医疗、机械行粘结剂均匀混练,经制粒后在加热塑化状态下用注射成形业、日用品等领域.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
6、经烧结致密化得到最终产品.2MIM技术与传统机械加工方法比较MIM技术作为一种制造高质量精密零件的近终成形技术,具有常规粉末冶金和机加工方法无法比拟的优势, 传统机械加工法,近来因数控加工技术的进步,使其具体如下:加工能力得以大幅提升,并在效率和精度上也有较大的进1)可制造许多常规粉末冶金方法难以制造的、具有复步,但是其基本程序仍脱不开逐步加工(车削、刨、铣、磨、杂形状特征的零件,如各种外部切槽,外螺纹,锥形外表面,钻孔、抛光等)完成零件形状的方式.因此,机械加工方法交叉通孔、盲孔、凹台与键销,加强筋板,表面
7、滚花等;的加工精度虽然远优于其他加工方法,但是因为材料的有2)几乎不需要再进行机加工,所以减少了材料的消效利用率低,零部件形状受限于设备与刀具,甚至有些复X收稿日期:2009-03-04作者简介:张磊(1982—),男,黑龙江五常人,工程师,主要从事轻武器研究.128四川兵工学报杂零件难以用机械加工完成.与传统机械加工相比,MIM3)制造合格率比较技术却可以有效利用材料,且形状自由度不受限制.这样,传统机械加工生产,零件合格率主要依赖于工装、设对于小型、高难度形状的精密零件的制造,相对传统机械备和操作者,若不采
8、用加工中心,一般零件一次合格率在加工而言,MIM工艺成本较低且效率较高,从而具有很强85%左右,结构复杂的零件,合格率更低.采用金属粉末注的竞争力;同时,由于MIM技术采.射成形技术制造的零件尺寸一致性好,精度高,成形零件用了特殊的注射成形加工,弥补了传统加工方法在技的典型公差为±0.05mm,零件表面粗糙度好(粗糙度可达术上的不足,消除了其在复杂零部件难以制造的缺陷,因1～5μ),外
