金属注射成形精密零件生产与应用

第1章概论1

1.1概述1

1.2生产工艺概要2

1.2.1注射料的混合与制粒2

1.2.2注射成形机注射成形2

1.2.3黏结剂除去3

1.2.4烧结3

1.3采用MIM工艺的适当时机3

1.3.1通用准则3

1.3.2生产工艺比较4

1.3.3材料范围5

1.4金属注射成形零件的应用实例6

1.4.1MIM在医疗与牙齿正畸中的应用6

1.4.2MIM零件在汽车产业中的应用7

1.4.3MIM零件在IT、电子仪器和通信中的应用8

1.4.4MIM零件在航天产业中的应用9

1.4.5MIM零件在消费品产品中的应用10

1.4.6MIM零件在枪械与防务中的应用12

1.5结束语13

第2章金属注射成形（MIM）精密机械零件生产14

2.1MIM零件的制造工艺14

2.1.1概述14

2.1.2MIM零件生产使用的原材料14

2.1.3MIM零件生产过程20

2.1.4MIM产品的力学性能22

2.1.5MIM的设计24

2.1.6MIM不锈钢的耐蚀性29

2.1.7MIM工艺的最近发展30

2.1.8结束语31

2.2MIM零件的金相检验33

2.2.1显微镜检验MIM零件的制备33

2.2.2MIM零件的显微组织分析36

2.3金属注射成形材料——力学性能的技术规范38

2.3.1范围38

2.3.2应用领域38

2.3.3参考资料38

2.3.4注释与定义39

2.3.5材料标识40

2.3.6化学组成40

2.3.7力学性能40

2.3.8材料的技术规范40

第3章MIM零件设计43

3.1MIM零件设计准则43

3.1.1适于采用金属注射成形工艺的零件43

3.1.2MIM生产的设计最佳化45

3.1.3设计的深一层考虑46

3.1.4MIM材料的选择与零件性能48

3.1.5典型MIM合金的拉伸性能50

3.1.6成本、交付及适应性52

3.1.7综述:选择MIM的主要准则52

3.2MIM零件的可制造性设计54

3.2.1工艺性设计54

3.2.2烧结后续加工59

3.2.3结束语59

3.3MIM零件设计事例研究59

3.3.1MIM设计事例研究（1）——端帽59

3.3.2MIM设计事例研究（2）——罩60

3.3.3MIM设计事例研究（3）——阀体组合件62

3.3.4MIM设计事例研究（4）——班卓(Banjo)接头62

3.3.5MIM设计事例研究（5）——艺术齿轮64

3.3.6MIM设计事例研究（6）——柄65

3.3.7MIM设计事例研究（7）——薄壁零件66

第4章金属注射成形模具设计70

4.1金属注射成形模具设计72

4.1.1金属注射料的特点72

4.1.2金属注射成形模具的基本结构与形式73

4.1.3模具设计75

4.2带外侧凹制品的模具设计92

4.2.1瓣合模92

4.2.2侧向抽芯模具98

4.3带内侧凹制品的模具设计98

4.4金属注射成形模具的强度计算与设计实例103

4.4.1金属注射成形模具的强度计算104

4.4.2金属注射成形模具设计实例106

4.5金属注射成形新工艺及其模具技术107

4.5.1金属微注射成形技术（μMIM）107

4.5.2气（液）体辅助成形技术108

4.5.3多组分材料复合注射成形技术108

4.5.4注射毛坯的加工装配技术109

4.5.5热流道技术109

4.5.6快速模具技术110

4.5.7熔芯成形技术111

第5章金属注射成形零件材料标准112

5.1烧结金属注射成形材料规范112

5.1.1范围112

5.1.2制定标准的参考文献112

5.1.3术语与定义113

5.1.4标准性能的试验方法113

5.1.5其他试验方法113

5.1.6资料与注释114

5.1.7材料标志115

5.1.8材料规范116

5.2美国标准MPIF35《金属注射成形零件材料标准》(2007年版)119

第6章金属注射成形用细颗粒粉末131

6.1水雾化细颗粒铁粉制造工艺的研究改进131

6.1.1概述131

6.1.2水雾化FPI生产工艺的开发131

6.1.3材料特性133

6.1.4结束语134

6.2金属注射成形（MIM）用母合金与预合金化316L不锈钢粉末的比较135

6.2.1概述135

6.2.2试验程序与结果136

6.2.3结论141

6.3粒度分布对MIM174PH的生产工艺与性能的影响141

6.3.1概述141

6.3.2试验程序142

6.3.3试验结果143

6.3.4讨论148

6.3.5总结149

第7章金属注射成形不锈钢150

7.1金属注射成形不锈钢的制取工艺、性能、应用150

7.1.1不锈钢的成分和分类150

7.1.2金属注射成形不锈钢151

7.1.3生产工艺153

7.1.4性能154

7.1.5应用与材料选择157

7.1.6结论158

7.2用Catamold注射料生产MIM不锈钢零件158

7.2.1概述158

7.2.2注射成形159

7.2.3脱黏163

7.2.4烧结166

7.2.5性能167

7.2.6应用170

7.3在不同烧结气氛中粉末粒度与化学组成对316L MIM零件的致密化与性能的影响170

7.3.1概述170

7.3.2试验程序171

7.3.3金相分析与密度测定173

7.3.4讨论173

7.3.5结论175

7.4关于MIM不锈钢耐蚀性基本知识175

7.4.1目的175

7.4.2腐蚀试验175

7.4.3耐蚀性与其他性能间的相互关系176

第8章金属注射成形汽车零件的设计与应用178

8.1汽车电动车门锁止机构的MIM组件设计178

8.1.1概述178

8.1.2定位件与平行度179

8.1.3定位件与材料选择181

8.1.4螺线管框架(图88)与尺寸制造能力182

8.1.5螺线管框架与表面粗糙度185

8.1.6锁止凸轮与隔板的垂直度187

8.1.7结论190

8.2金属注射成形——一种制造小型、复杂、精密汽车零件的先进工艺191

8.2.1金属注射成形工艺过程192

8.2.2MIM汽车零件为使用实例192

8.2.3MIM零件的材料、性能及公差196

8.2.4前景197

8.2.5结束语197

8.3汽车制造中应用的一些MIM零件198

8.3.1在MPIF粉末冶金零件设计竞赛中获奖的MIM零件198

8.3.2小型、复杂、精密MIM汽车零件应用实例201

第9章金属注射成形零件在枪械制造中的应用203

9.1全球枪产业中金属注射成形工艺的前景203

9.1.1概述203

9.1.2MIM工艺概要204

9.1.3枪械产业中使用的MIM材料牌号205

9.1.4MIM零件在北美枪械产业中的应用206

9.1.5MIM零件在世界其他地区枪械中的应用209

9.1.6MIM枪械零件制造中的热等静压（HIP）211

9.1.7MIM与精密铸造212

9.1.8案例研究212

9.1.9展望214

9.2金属注射成形（MIM）零件的热等静压（HIP）处理215

9.2.1概述215

9.2.2MIM产品热等静压（HIP）的理由215

9.2.3MIM合金中的晶粒长大——阻碍致密化218

9.2.4小结220

9.2.5HIP工艺220

第10章金属注射成形零件在医疗/牙科部门中的应用222

10.1概述222

10.2MIM医疗/牙科零件历年获奖的产品222

第11章微型MIM(μ-MIM)的最新进展231

11.1用双金属注射成形制造多功能微型零件231

11.1.1概述231

11.1.2微型注射成形(μ-MIM)的现状231

11.1.32C-μ-MIM制造的目标233

11.1.4制造工艺的开发234

11.1.5分界面特性238

11.1.6微型拉伸试验238

11.1.7磁性-非磁性零件的制作239

11.1.8概要240

11.2双金属注射成形制造的刚性/耐磨零件240

11.2.1概述240

11.2.2试验程序241

11.2.3结果242

11.2.4共同烧结模型244

11.2.5示范零件246

11.2.6结论246

参考文献248

《金属注射成形精密零件生产与应用》主要介绍了MIM精密零件的生产、设计、材料标准、MIM不锈钢生产等内容，以及MIM零件在汽车制造、枪械生产及医疗/牙科中的应用。

《金属注射成形精密零件生产与应用》内容主要涉及MIM精密零件的设计、生产、开发、应用，重点介绍国内外先进制造工艺及发展前景、零件的设计准则、相关模具设计方法和技术要求，以及MIM精密汽车零件的设计与应用。

《烧结金属注射成形材料—规范》（GB/T 38981-2020）的制定，让行业的从业人员在材料的开发生产过程中有据可依，同时有利于提高各行业的设计开发人员对金属注射成形材料的认识，并为其具体产品选择合适的材料，同时消除供方与需方之间的争执，从而有利于金属注射成形行业规范化、产业化的大发展。 2100433B

《烧结金属注射成形材料—规范》（GB/T 38981-2020）规定了烧结金属注射成形材料的化学成分、力学和物理性能等要求。该标准适用于设计与材料工程师在采用金属注射成形（MIM）工艺制备零件时的选材。该标准不适用于采用其他粉末冶金工艺生产的结构零件，如压制烧结、粉末锻造技术。

2020年7月21日，《烧结金属注射成形材料―规范》发布。

2021年6月1日，《烧结金属注射成形材料―规范》实施。