PIM产品可能的缺陷基本上是在注射成形步骤中形成，如裂纹、孔隙、焊缝、分层、粉末与黏结剂分离现象等，但这些缺陷经常是在直至脱脂和烧结后由于注射时产生的应力被释放后才能发现，因此，注射成形工艺的控制对提高钨合金粉末产品成品率和钨合金粉末材料利用率非常关键。注射成形的目的是获得所需形状的无缺陷成形坯，注射缺陷在后续工艺中不可消除，因而这个步骤要严格控制，在工业发达国家目前正逐步开始采用超声检测技术反映注射成形坯的内部缺陷并采用先进的实验手段予以消除。虽然注射产生缺陷的原因已经查明，但是大多数情况下注射阶段的缺陷控制主要还是凭经验操作。随着科学技术的进步，采用计算机模拟喂料的注射充模过程，并将其与喂料性能等相联系，优化注射条件参数，是未来的发展趋势。

注射成形时的缺陷控制问题基本上可以分为两个方面，一方面是成形温度、压力、时问三者函数关系的设定；另一方面则是填充时喂料在模腔中的流动。因为PIM产品大多数是形状复杂、精度要求高的小尺寸零件，喂料在模腔中的流动就牵涉到模具设计问题，包括进料口的位置、流道的长短、排气孔的设置等，这些都需要对喂料流变性质、模腔内温度和残余应力分布有清楚的了解。计算机模拟技术在粉末注射成形模具设计方面将可发挥重要的作用。

同时，产品和模具设计是注射成形的关键问题之一。尽管现在生产的产品重量可从0. 003g到17kg，而且在改进精度方面已取得了重要进步，然而大多数设计特别是模具设计是凭经验，缺乏可靠的设计知识，CAD系统难以很好地应用于PIM，现已运用塑料模具的原理逐步将MIM模具标准化，随着经验的积累，模具设计和制作的时间将会大大减少，也将会更多地使用多模腔模具以提高注射效率。MIM现在并不需要使用特殊的注射机，将普通的注塑机稍加以改进即可，对于许多产品的注射成形现已实现自动化，但是目前超小型零件的注射成形仍然是个问题。




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以钨为主要原材料的钨合金和硬质合金在许多应用方面具有很独特的性能优势，是国防军工、航空航天、金属加工、矿山开采、石油钻探等工业不可缺少的材料。随着现代国防、航空航天和电子加工业、交通行业等民用行业的发展，钨合金和硬质合金正在获得越来越广泛的应用，而现代技术的发展对合金零部件形状复杂程度要求越来越高和制造成本降低，如近年来硬质合金在手表壳、高压喷嘴、锯齿链等耐磨性零件中得到了广泛的应用，钨合金在变截面的穿甲弹弹芯、散弹、高尔夫球头、手机振子、鱼坠等方面也正在获得越来越广泛的应用，这些零部件往往形状比较复杂，通常有孔、槽、变截面等特点，这就要求钨合金和硬质合金零部件向高的三维形状设计自由度发展。PIM工艺在难熔钨合金和硬质合金方面的应用优势主要体现在以下几个方面：
(1)钨合金和硬质合金的熔点高，只能采用粉末冶金方法制备，这一点决定了它用粉末混合方法制备零部件的唯一性与必然性。
(2)难熔钨合金和硬质合金的硬度高、脆性大、导电性差，切削加工困难，形状复杂程度的提高会使得传统P/M产品的切削加工成本大大增加。
(3)采用传统P/M方法制备硬质合金和钨合金零件在形状上受到限制，不能很好地满足形状复杂性的要求。
(4) PIM技术具有很大的三维形状设计自由度。
(5) PIM产品的原材料利用率高，这一点对于原材料越来越贵的钨合金和硬质合金非常重要。
(6)钨是一种战略性物资，而且钨资源越来越有限，为了充分利用钨资源和充分利用原材料，开展钨制品的深度加工技术具有很广阔的发展应用前景。
由此可见，PIM技术用来制备钨合金和硬质合金制品具有其他材料无可比拟的优势，无论在军工、航空航天还是在民用各行业都具有很广阔的发展空间。

钨合金粉末注射成形(PIM)的成功与否，主要从以下两个方面来衡量：①产品质量（包括尺寸精度和材料性能的稳定）；②PIM黏结剂与环境的相容性。PIM技术虽然已经经过了几十年的发展，但是由于PIM采用了大量的有机黏结剂和细小的粉末，与传统P/M工艺相比，其工艺要复杂得多。PIM中仍存在一些问题，如最终烧结产品的尺寸精度控制，脱脂过程中产生的孔隙与裂纹，液相烧结过程中产生的坍塌、变形与弯曲，注射过程中的非均匀流动性以及烧结过程中的非均匀收缩等。其中，产品尺寸精度和物理性能的控制一直未得到充分解决，尤其对高密度合金而言更是如此。高密度合金的性能对杂质和显微组织非常敏感，孔隙和孔隙度很重要。一方面，脱除过程中产生的大孔隙等缺陷难以通过烧结弥补，大的孔隙和高的残余孔隙度（孔隙度>1．O%）对性能非常有害；另一方面，液相烧结过程中的坍塌变形导致复杂形状的零件难以近净形成形。所有这些，都严重限制和阻碍了PIM的发展。究其原因，这主要与PIM工艺有关。

从粉末、黏结剂、喂料、注射成形到脱脂和烧结，都影响到PIM工艺的发展与产品的质量。如果不采用适当的工艺控制，毛坯重量的偏差可达到±l0%，引起烧结收缩的不均匀和最终尺寸的不一致。每个工艺环节都是一环紧扣一环，上一环节中所出现的问题不能由下一个工序来弥补。粉末因素、黏结剂和脱脂与烧结是影响PIM的关键因素。对高密度合金的注射成形来说，脱脂与烧结更为重要。

粉末因素：粉末因素是影响PIM的重要因素，粉末影响到喂料的性能、脱脂的快慢和脱脂过程中的变形与烧结行为。

粘结剂与喂料性能

注射坯的质量高是获得高尺寸精度零部件的一个很关键的因素，注射坯的质量好坏，取决于许多因素如黏结剂与喂料的性能等。




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PIM工艺早在20世纪20年代末就开始发展，Schwartzwalder率先采用PIM工艺制造了陶瓷零部件。二战期间，采用粉末注射成形将镍粉和有机黏结剂成形制备出了用于气相扩散工艺的浓缩铀过滤管。20世纪50年代，前苏联用石蜡作为黏结剂成形了陶瓷制品。但那时的发展速度相当缓慢。直到70年代末80年代初，采用PIM工艺生产出液体燃料、火箭发动机的铌合金推动器和铌合金喷嘴以及波音707和727飞机上采用的镍螺旋密封垫，并获得美国工业协会的粉末冶金零部件年度奖之后，人们才对PIM技术产生浓厚的兴趣。1981年美国Ford Aerospace Communications Crop．开始致力于采用该工艺生产导弹尾翼底座的研究，其材料采用难熔金属与铁基合金，尾翼的截面从底部向翼梢逐渐减薄，由38mm厚度降为25. 4mm。为了缩短粉末注射成形的生产周期，各国学者对粉末注射成形的粘结剂和脱脂技术进行了大量的研究。在采用原始石蜡单组元作为黏结剂和缓慢的长时间热脱脂（600h以上）的基础上，开发了多种黏结剂和多种脱脂技术。比较典型的黏结剂有蜡基多组元黏结剂、油基黏结剂、聚醛基催化脱脂黏结剂，与此相应的几种比较典型的脱脂技术有Wiech、Injectamax、Metamold和BASF公司的Caltamold脱脂技术。在烧结炉方面，德国CREMER公司针对Metamold脱脂法制备了一种连续脱脂技术，该炉实现了脱脂、烧结一体化，从而缩短了生产周期，降低了生产成本。粉末注射成形技术适合于许多不同金属、钨合金、陶瓷等粉末零部件的制备，到目前为止，各国学者已经将PIM工艺用来研究了陶瓷、镍铁、Invar合金、17-4PH阴沉淀硬化性不锈钢、316L不锈钢、工具钢和其他不锈钢、硬质合金、钨合金‘44-例、钨铜电子封装材料、钛合金等的成形技术。PIM产品的尺寸精度对PIM工艺发展和应用也很重要，各国学者和从事PIM产业的公司把尺寸精度作为PIM工艺成熟性发展的一个很关键的指标。220世纪80年代末，日本Nippon Seisen公司报道，尺寸精度可以控制在±0.5%~±0.7%；20世纪90年代，美国Parmatech、以色列Metalor 2000公司报道为±0.3%，德国Thale公司为±0.2070～±0.4%; 1993年，德国BASF公司报道尺寸精度已经控制在±0.1%，1997年该公司报道尺寸精度最好可以控制在±0. 05%。




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