粉末注射成形能像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷零部件。该工艺技术利用注射方法，保证物料充满模具型腔，也就保证了零件高复杂结构的实现。以往在传统加工技术中，对于复杂的零件，通常是先分别制作出单个零件，然后再组装；而在使用PIM技术时，可以考虑整合成完整的单一零件，这样大大减少了生产步骤，简化了加工程序。

 

与传统零件加工成形工艺相比，它具有下述特点：

1、与传统的机械加工、精密铸造相比，制品内部组织结构更均匀；与传统粉末冶金相比，制品性能更优异，产品尺寸精度高，表面光洁度好，不必进行再加工或只需少量精加工。像生产塑料制品一样，一次成形生产形状复杂的金属、陶瓷等零部件，产品成本低，光洁度好，表面粗糙度可达到Ra 0.80～1.6μm，精度高，一般无需后续加工。金属注射成形工艺可直接成形薄壁结构件，制品形状已能接近或达到最终产品要求，零件尺寸公差一般保持在±0.10%～±0.30%水平，特别对于降低难以进行机械加工的硬质合金的加工成本、减少贵重金属的加工损失尤其具有重要意义。

2、零部件几何形状的自由度高，制件各部分密度均匀、尺寸精度高，适于制造几何形状复杂、精度密高及具有特殊要求的小型零件(0.2～200g)。 下图是粉末注射成形产品：

3、合金化灵活性好，对于过硬、过脆、难以切削的材料或原料铸造时有偏析或污染的零件，可有效降低制造成本。 

4、产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密度可达95%～100%，可进行渗碳、淬火、回火等热处理。 

5、适用材料范围宽，应用领域广，原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可连续大批量规模化生产。生产过程无污染，为清洁工艺生产。MIM技术使用的模具，其寿命与塑料注射成形模具相似。由于使用金属模具，MIM适于零件的大批量生产；由于利用注射机成形产品毛坯，极大地提高了生产效率，降低了成本，而且注射成形产品一致性好、重复性好，从而为大批量和规模化工业生产提供了保证，再者一模多腔可进一步提高效率和降低毛坯的成形成本。 

6、制品微观组织均匀，密度高，产品强度、硬度、伸长率等力学性能高，耐磨性好，耐疲劳，组织均匀，性能好。在粉末冶金压制过程中，由于模壁与粉末以及粉末与粉末之间的摩擦力，使得压制压力分布不均匀，也就导致了压制毛坯在微观组织的不均匀、材料致密性差、密度低，严重影响了产品的力学性能；而MIM是一种流体成形工艺，粘结剂的存在保证了粉末均匀排布，从而可消除毛坯微观组织的不均匀，进而使烧结制品密度接近材料的理论密度，从而使强度增加、韧性加强，延展性、导电性、导热性得到改善，综合性能提高。

 

冷挤压时往往由于变形工序设计不妥, 会使坯料在挤压成形过程中产生各种缺陷。因此, 只有预先了解这些缺陷的成因, 才能在设计变形工序时, 采取有效的解决办法来确保生产出合格的挤压件。表面折叠是较为常见的挤压缺陷，

一、表面折叠

多余的表皮金属被压入坯料表层所形成的缺陷, 称为表面折叠。例如在正挤压中, 挤压头部较粗大的杆形件, 需要采用两道成形工序。如果在第一道正挤压中工件的头部与杆部连接处圆弧太大或相应锥角太小, 则在第二道成形工序中因凹模的圆角半径较小, 便有可能使坯料过渡区部分的材料被压入端部的底平面上, 而形成折叠。又如, 反挤压时凹摸底部设有较大的圆角半径, 而坯料底部为直角过渡, 在挤压过程中就会产生折叠。如果挤压变形继续进行, 这种折叠还会被移到工件的侧面。 

折叠是线材表面沿挤压方向平直或弯曲的细线，通常与盘条表面呈某一角度分布，很长且形状相似。有时以两条平行线的形态出现。

 

挤压时，如果摩擦系数大和模具温度较低时，常在凹模底部形成一个难变形区，通常称为“死区”。由于该区金属不变形，而与其相邻的上部金属有变形和流动，于是便在交界处发生强烈的剪切变形，严重时将引起金属剪裂，即“死区”裂纹，有时可能由于上部金属的大量流动带着“死区”金属流动而形成折叠，如下图所示。 

二、防止表面折叠的对策

防止“死区”剪裂和折叠的对策是改善润滑条件和正确控制模具和坯料的温度，还可以采用带锥角的凹模，锥角的作用在于使作用力在平行于锥面的方向有一个分力，该分力与摩擦力的方向相反，从而有利于金属的变形和流动。根据不同的条件可以通过计算确定一个合适的锥角，以抵消摩擦的影响。

 

粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）由金属粉末注射成形（Metal Injection Molding，MIM）与陶瓷粉末注射成形（Ceramics Injection Molding，CIM）两部分技术结合而成，它是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术，它是将塑料注射成形技术引入到粉末冶金领域而形成的一种全新的零部件加工技术。 MIM的基本工艺步骤是：首先选取符合MIM要求的金属粉末和黏结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和黏结剂混合成均匀的喂料，经制粒后再注射成形，获得成形坯（Green Part），再经过脱脂处理后烧结致密化成为最终成品（White Part）。

 

硬质合金混合料粉末注射成形是将热塑性聚合物加热到熔融状态后，加入一定比例的粉末，利用高剪切混料机将粉末与熔融态的聚合物均匀混合，制成喂料，在加热状态下，用注射成形机以一定的注射压力和注射速度将喂料注入模腔内，制得形状复杂的零部件坯体，再用化学、热分解或催化方法脱除其中的的成型剂。经烧结后得到最终制品。硬质合金产品注射成型包括喂料制备、注射成型、脱脂和烧结4个阶段，其工艺流程图如下：

 

一、挤压坯条长度对挤压力的影响

正向挤压时，通过挤压筒内坯条与筒壁之间的摩擦阻力产生作用，所以坯条长度对挤压力的大小有影响。挤压力与坯条长度的影响关系如下图所示。

正向挤压时，坯条与挤压筒壁之间存在着较大的摩擦作用。一般来讲，随着外摩擦增加，金属流动不均匀程度增加，金属与挤压筒、挤压模表面之间的摩擦阻力增加，从而使挤压力增加。由上图可以看出，挤压力随着坯条长度增长而增大。实际生产中，由于不同的挤压条件下坯条与挤压筒壁之间的摩擦状态不同,因而坯条长度对挤压力的影响规律也不同。

一般反向挤压时，金属坯条与挤压筒内衬之间无相对滑动，挤压力与坯条长度无关。

 

二、制品断面形状对挤压力的影响

制品断面形状只有在比较复杂的情况下才对挤压力有明显的影响。挤压制品断面形状只是在比较复杂的情况下，才对挤压力有明显的影响。制品断面的复杂程度系数C1、C2可按下式计算：

C1=型材断面周长/等断面圆周；

C2=型材的外切圆面积/型材断面积。

在挤压变形条件下，制品断面形状越复杂，所需的挤压力越大，当断面复杂程度系数大于1.5时，挤压制品断面形状对挤压力影响更明显。