粉末注射成形的研究進(jìn)展

曲選輝

(北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院,北京100083)

粉末注射成形的研究進(jìn)展

曲選輝

(北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院,北京100083)

曲選輝教授

概述了粉末注射成形的主要技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì),簡(jiǎn)要介紹了粉末注射成形工藝的主要應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r,總結(jié)了目前的研究熱點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上提出了今后的發(fā)展趨勢(shì)和研究方向。

注射成形;粉末;近凈成形;金屬;陶瓷

前 言

粉末注射成形(Powder Injection Molding,PIM)是傳統(tǒng)粉末冶金技術(shù)與現(xiàn)代塑料注射成形工藝相結(jié)合而形成的一種零部件新型成形技術(shù)。根據(jù)粉末的化學(xué)性質(zhì)不同,分為陶瓷注射成形(Ceramic Injection Molding,CIM)和金屬注射成形(Metal Injection Molding,MIM)。CIM技術(shù)于1920年被發(fā)明用于制備陶瓷火花塞,MIM技術(shù)由美國(guó)加州Parmatech公司于1973年發(fā)明。二者的基本工藝相同,即:首先將固體粉末與一定的聚合物及添加劑組元(稱(chēng)為有機(jī)粘接劑)均勻混合,經(jīng)制粒后,在加熱狀態(tài)用注射成形機(jī)將粒狀料注入模腔內(nèi)冷凝成形,然后用化學(xué)或熱分解的方法將成形坯中的粘結(jié)劑脫除,最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn)品。具體的工藝流程如圖1所示。該技術(shù)的最大特點(diǎn)是可以直接制造出具有最終形狀的零部件,最大限度地減少機(jī)加工量和節(jié)省原材料,解決了多年來(lái)一直困擾粉末冶金領(lǐng)域的復(fù)雜形狀制品成形難的問(wèn)題。而且該技術(shù)的材料適應(yīng)性廣,凡是可以制成粉末的金屬、合金、陶瓷等均可用此技術(shù)制成零部件。此外,該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,材料性能優(yōu)異,產(chǎn)品尺寸精度高,因此被譽(yù)為“當(dāng)今最熱門(mén)的零部件成形技術(shù)”[1-3]。

圖1 粉末注射成形的主要工藝步驟Fig.1 The process flow diagram of powder injection molding

的技術(shù)特點(diǎn)

PIM工藝中,喂料是在流動(dòng)狀態(tài)下均勻填充模腔成形,模腔內(nèi)各點(diǎn)壓力一致,消除了傳統(tǒng)粉末冶金壓制成形中不可避免的沿壓制方向的密度梯度。因此PIM工藝可以獲得組織結(jié)構(gòu)均勻、力學(xué)性能優(yōu)異的近凈成形零部件。并且,PIM還可以實(shí)現(xiàn)不同材料零部件的一體化制備,如圖2所示[4]。PIM的主要工藝特點(diǎn)有:

圖2 PIM微型齒輪(由2種不同陶瓷材料組成)Fig.2 Microgears made from two different ceramics

(1)優(yōu)異的成形能力。PIM能實(shí)現(xiàn)一次成形形狀復(fù)雜或薄壁的小型制品,無(wú)需或只需少量后續(xù)加工。

大多數(shù)工業(yè)零件通常帶有各種外部切槽、外螺紋、錐形外表面、交叉孔和盲孔、凹臺(tái)與鍵銷(xiāo)、加強(qiáng)筋板、表面滾花等等,如圖3所示[5],這些零件的生產(chǎn)往往難以通過(guò)傳統(tǒng)的粉末冶金成形實(shí)現(xiàn)。而采用注射成形工藝則可低成本實(shí)現(xiàn)凈成形或近凈成形,免除了繁瑣的多道機(jī)加工工序,減少了材料的消耗。

圖3 形狀高度復(fù)雜的PIM零件Fig.3 Highly complex injection-molded metal parts

目前采用PIM技術(shù)進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)時(shí),零件的最大尺寸小于100 mm,厚度小于20 mm,零件質(zhì)量介于0.2～200 g,在此范圍內(nèi),所制備的零件具有較高的性?xún)r(jià)比[5]。

(2)優(yōu)良的材料性能。由于采用均勻散裝的細(xì)粉、燒結(jié)件可接近全致密,PIM產(chǎn)品的顯微結(jié)構(gòu)均勻精細(xì)且各向同性,所以性能一般優(yōu)于其他工藝制得的產(chǎn)品。圖4為幾種典型的PIM合金的性能,可以看出,PIM制品的綜合性能(延伸率和屈服強(qiáng)度)可達(dá)到甚至優(yōu)于精密鑄件及鍛件的性能。

圖4 PIM合金的主要性能Fig.4 Properties(ductility-strength)of PI Malloymaterials

圖5展示了PIM技術(shù)與目前幾種主要的成形工藝如粉末冶金、精密鑄造以及機(jī)加工等在年生產(chǎn)能力以及所加工零件的復(fù)雜程度方面的特點(diǎn)。綜合比較可以看出,PIM具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

圖5 PIM工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)圖Fig.5 Technological advantages diagram for PIM process

(3)制品尺寸精度高,表面粗糙度小,且批量零件的一致性好。PIM工藝通常所達(dá)到的尺寸精度為±0.003 mm/mm(±0.3%)。當(dāng)零件尺寸減小時(shí),可以獲得更窄的尺寸公差。零件的公差除了與零件的尺寸有關(guān)外,還取決于原材料、零件形狀和工藝要求。對(duì)于某些小尺寸產(chǎn)品,為使模具能很好地動(dòng)作,通常將工件尺寸控制在±0.1%的公差。PIM零件的表面粗糙度大約為Ra=0.80～1.6μm,明顯優(yōu)于大部分精密鑄件。

(4)材料的適應(yīng)性廣,并且生產(chǎn)成本低。PIM不但可應(yīng)用于基于粉末冶金工藝的傳統(tǒng)材料,如鋼、不銹鋼、硬質(zhì)合金和鎢基高密度合金等,也可以生產(chǎn)金屬間化合物、鈷基合金或金屬基復(fù)合材料,凡是能制成粉末的材料,都可以采用PIM工藝進(jìn)行成形。而且,材料可以反復(fù)使用,利用率接近100%,除此之外,PIM可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)作業(yè),生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本低。

的應(yīng)用領(lǐng)域及市場(chǎng)發(fā)展

現(xiàn)代PIM技術(shù)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)70年代初期。1973年美國(guó)組建了Parmatech公司,專(zhuān)門(mén)從事PIM技術(shù)的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā),但當(dāng)時(shí)該項(xiàng)技術(shù)還鮮為人知。直到1979年,Parmatech公司的兩件PIM產(chǎn)品在國(guó)際粉末冶金大會(huì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽中獲獎(jiǎng)后,PIM技術(shù)才開(kāi)始受到粉末冶金界的關(guān)注。但由于這一階段的研究工作都是在少數(shù)幾家公司中進(jìn)行、彼此技術(shù)保密,而且因?yàn)榉勰┰铣杀靖?、脫脂工藝時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品易變形等問(wèn)題沒(méi)有解決,PIM技術(shù)的發(fā)展一度曾處于停滯狀態(tài)。20世紀(jì)80年代初期,MIM每年的市場(chǎng)份額僅200萬(wàn)美元,CIM的市場(chǎng)份額則更少。為了加快PIM技術(shù)的發(fā)展,美國(guó)政府先后撥款數(shù)百萬(wàn)美元,在倫塞爾理工學(xué)院(Rensselaer Polytechnic Institute)開(kāi)展了PIM技術(shù)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用基礎(chǔ)的研究。之后,又在賓州大學(xué)(Pennsylvania State University)建立了PIM專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)基地,并成立了全美PIM協(xié)會(huì),每年都定期舉辦專(zhuān)門(mén)的國(guó)際研討會(huì),以促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展。由于政府研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)的介入,PIM技術(shù)的研究向深層次邁進(jìn),從完全憑經(jīng)驗(yàn)發(fā)展到在一定理論指導(dǎo)下工作。因此,自上世紀(jì)80年代中期,粉末注射成形技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。瓶頸的突破一方面歸功于在流體力學(xué)和氣體動(dòng)力學(xué)研究成果基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出的超高壓水霧化和高壓惰性氣體霧化技術(shù),該技術(shù)使細(xì)粉產(chǎn)出率大大提高,因此PIM工藝的原材料生產(chǎn)成本大大下降;另一方面,在粘結(jié)劑設(shè)計(jì)理論和脫脂機(jī)理等研究成果的指導(dǎo)下,以美國(guó)Injectamax公司和德國(guó)BASF公司為代表的研究機(jī)構(gòu)的努力,使新一代PIM工藝開(kāi)發(fā)成功,不僅將脫脂時(shí)間從數(shù)十小時(shí)縮到幾個(gè)小時(shí),而且其保形性得到明顯的改善,大約為±0.3%。進(jìn)入90年代,一方面是PIM工藝進(jìn)一步改進(jìn),新材料、新工藝不斷涌現(xiàn),另一方面,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展非常迅速。因此,在過(guò)去20～30年間,PIM的產(chǎn)值每年都以?xún)晌粩?shù)的速度迅速增長(zhǎng)。根據(jù)美國(guó)BCC-Research最新的市場(chǎng)技術(shù)研究報(bào)告,2009年金屬注射成型的全球市場(chǎng)值約9.849億美元,預(yù)計(jì)到2014年將增加到19億美元,平均年增長(zhǎng)率達(dá)到14%[6]。其主要市場(chǎng)分布如圖6所示?？梢钥闯?全球MIM市場(chǎng)主要分布在北美洲、亞洲、歐洲地區(qū),其中亞洲的市場(chǎng)份額最大。

圖6 2009年世界MIM市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)及2014年的市場(chǎng)預(yù)測(cè)Fig.6 WorldMarket ofMIMin 2009 and forecast for 2014

同時(shí),2009年全球陶瓷注射成形市場(chǎng)值預(yù)計(jì)將達(dá)到3.945億美元,到2014年將達(dá)到8.01億美元,年增長(zhǎng)率約為15.2%。其主要市場(chǎng)分布如圖7所示。從圖中可見(jiàn),北美地區(qū)所占的市場(chǎng)份額最大,超過(guò)50%;亞洲所占CIM市場(chǎng)份額遠(yuǎn)低于其它MIM市場(chǎng)份額,僅為10%～15%。

圖7 2009年世界CIM市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)及2014年的市場(chǎng)預(yù)測(cè)Fig.7 World Market of CIMin 2009 and forecast for 2014

現(xiàn)在PIM制品的主要材料有純鐵、低合金鋼、不銹鋼、工具鋼、高溫合金、鈦合金、有色金屬、難熔合金、低膨脹系數(shù)合金、磁性材料、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、金屬間化合物、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鋯等。按工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的材料所占百分比劃分,大致為鐵和鋼21%,不銹鋼21%,工具鋼3%,難熔金屬3%,硬質(zhì)合金10%,氧化鋁和氧化硅22%,共價(jià)陶瓷7%,精美陶瓷2%,氧化鋯3%,其他特殊材料9%。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空航天、軍用以及汽車(chē)、機(jī)械等民用領(lǐng)域,主要的代表性產(chǎn)品如航空航天領(lǐng)域的無(wú)人駕駛設(shè)備、低應(yīng)力用把手、掛鉤、制動(dòng)零件、火箭推進(jìn)器、飛機(jī)機(jī)翼鉸鏈、陶瓷渦輪芯片芯子;軍用的導(dǎo)彈和炮彈尾翼、碎裂武器、戰(zhàn)斗裝置定子、導(dǎo)彈運(yùn)輸容器的緊固件,槍械用瞄準(zhǔn)器、瞄準(zhǔn)器座、槍體、保險(xiǎn)桿、懸?guī)Ц郊?、掣子、發(fā)火控針、彈匣、扳機(jī)和扳機(jī)保險(xiǎn)、滑塊等;汽車(chē)用的點(diǎn)火鑰匙、磁傳感器座、氣囊致動(dòng)器、汽車(chē)敞蓬頂夾、燃料噴射壓力流量控制零件、巡航傳感器座、發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制氧傳感器、駕駛操縱系統(tǒng)掛鉤、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)搖臂;精密鑄造和熔煉行業(yè)用的氧化鋁、氧化硅、氧化鋯精密鑄造陶瓷芯,各種流道口、過(guò)濾件、液體金屬導(dǎo)流等;微電子、計(jì)算機(jī)和通訊行業(yè)用的柯伐合金、因瓦合金和W/Cu合金,計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)用磁體、平衡塊和插口,鎢高密度合金手機(jī)振子;醫(yī)療器械用的正畸牙托、外科手術(shù)工具、鎢高密度合金注射器的防輻射屏蔽、顯微外科機(jī)械手以及體育裝備用的高爾夫球頭、運(yùn)動(dòng)鞋的抓齒和鞋釘?shù)取?/p>

圖8為2007年北美地區(qū)PIM在不同領(lǐng)域所占的比例,可見(jiàn)PIM在航空、軍用以及醫(yī)療器械和工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛[3]。

圖8 2007年北美地區(qū)PIM在不同領(lǐng)域所占的比例Fig.8 Approximate partition of applications for PIMin North America for 2007

的研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

. 粉末微注射成形

近年來(lái),微系統(tǒng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用顯示出越來(lái)越重要的意義,同時(shí)也對(duì)應(yīng)用于微型工程中的三維微型復(fù)雜元器件的制造提出了要求,希望微型器件在具備滿(mǎn)足使用要求性能的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)[7-8]。微系統(tǒng)中主要的元器件包括微型模具、用于傳感器和加速器上的微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、生物傳感器、微型流體元件、微型反應(yīng)器等。這些元器件形狀復(fù)雜、體積微小,采用現(xiàn)有的微型加工技術(shù)如微型切削(Micro Cutting)、激光切削(Laser Ablation)、硅刻蝕技術(shù)(Silicon Etching)等,往往會(huì)局限于加工材料少而無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足技術(shù)可行性和高性?xún)r(jià)比的雙重要求,生產(chǎn)效率低,無(wú)法開(kāi)展大規(guī)模生產(chǎn)。而在粉末注射成形基礎(chǔ)上發(fā)展的粉末微注射成形工藝成為近幾年來(lái)實(shí)現(xiàn)微型元器件規(guī)模化生產(chǎn)最具潛力的制備技術(shù)。如采用微注射成形工藝將兩個(gè)或多個(gè)注射生坯疊放在一起,通過(guò)脫粘后燒結(jié)粘結(jié)起來(lái),可制造連通孔道的結(jié)構(gòu),可用于微觀流體與微觀化學(xué)工程反應(yīng)器、熱交換器或混合器等。

粉末微注射成形技術(shù)是德國(guó)IFAM研究所針對(duì)尺寸小于1μm的零件在傳統(tǒng)粉末注射成形的技術(shù)上所開(kāi)發(fā)的一種成形技術(shù),主要應(yīng)用于連續(xù)制造具有微觀結(jié)構(gòu)表面與微型結(jié)構(gòu)的零件,其基本工藝步驟與傳統(tǒng)的粉末注射成形基本相同,所制備零件的表面質(zhì)量與孔隙度可通過(guò)選擇原始粉末與適宜的燒結(jié)條件來(lái)控制。與傳統(tǒng)粉末注射成形不同的是,粉末微注射成形為了便于制造微小結(jié)構(gòu),所選擇的粉末平均粒徑一般小于1～2μm;其次,由于粉末比表面積增大,需要粘度較低但有足夠強(qiáng)度的粘結(jié)劑,以利于微注射成形并避免生坯件脫模時(shí)損壞。另外,為了防止變形、裂紋及氣泡的產(chǎn)生,微注射成形技術(shù)對(duì)脫脂和燒結(jié)工藝條件更加苛刻。例如:溶劑脫脂時(shí)溶液細(xì)微的濃度差別就可能使注射坯體產(chǎn)生裂紋,熱脫脂過(guò)程和燒結(jié)過(guò)程中保護(hù)氣體的流通速度過(guò)快可能造成零件外形變化。

目前,微注射成形技術(shù)的研究主要集中于微型注射產(chǎn)品和帶有微結(jié)構(gòu)的注射產(chǎn)品,開(kāi)展該技術(shù)研究的主要國(guó)家有德國(guó)、日本、新加坡、美國(guó)、英國(guó)和中國(guó)。其中,德國(guó)率先開(kāi)展并取得了突出的成果,其主要的研究機(jī)構(gòu)有Karlsruhe的 IMR(Institute for Materials ResearchⅢ)和Fraunhofer的IFAM(Fraunhofer Institute for Manufacturing and Advanced Materials)兩大研究所,研究的材料涉及多種金屬材料和陶瓷材料。圖9為微注射成形工藝制備的316L不銹鋼微型臺(tái)階齒輪,齒輪高約480μm,最小的齒寬約50μm[9]。

繼德國(guó)之后,新加坡的南洋理工大學(xué)、日本、美國(guó)也陸續(xù)報(bào)導(dǎo)了這方面的研究結(jié)果,國(guó)內(nèi)的北京科技大學(xué)、中南大學(xué)以及大連理工大學(xué)也在該領(lǐng)域進(jìn)行了一系列的研究工作。如北京科技大學(xué)研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適用于傳統(tǒng)注射成形機(jī)的粉末微注射成形用模具,同時(shí)以羰基鐵粉和鐵鎳合金粉為原料,在傳統(tǒng)注射成形機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)了粉末微注射成形齒頂圓直徑小于1 mm的微型齒輪[10]。

圖9 微注射成形的316不銹鋼臺(tái)階齒輪Fig.9 Stepped gearwheels made of 316L stainless steel byμ-PIM

盡管采用微注射成形工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)微型零件的近凈成形并得到了應(yīng)用,但由于微注射成形技術(shù)的研究涉及到很多技術(shù)領(lǐng)域如微流變學(xué)、微傳熱學(xué)、微流體學(xué)以及聚合物的微觀形態(tài)學(xué)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,而且這些相關(guān)領(lǐng)域的理論及技術(shù)研究本身不是太成熟,導(dǎo)致微注射成形的基礎(chǔ)理論和工藝都不完善,尚未形成能夠指導(dǎo)制定微注射成形工藝參數(shù)的理論和方法。因此,微注射成形的進(jìn)一步發(fā)展還面臨許多挑戰(zhàn),主要有幾下幾個(gè)方面。

(1)粉末微注射成形所使用的原料粉末過(guò)細(xì),這對(duì)于粉末生產(chǎn)行業(yè)提出了較高的要求。尤其是金屬粉,要滿(mǎn)足這樣的粒度要求尚有一定難度。

(2)微型模具的制造手段還需要不斷改善。由于微注射成型的模腔尺寸很小,往往比傳統(tǒng)的加工工具小幾倍,因此適用于粉末微注射成形的模具無(wú)法沿用傳統(tǒng)模具加工方法來(lái)制備,必須采用微加工技術(shù)制造模腔,而目前該技術(shù)還不夠成熟,所制造模腔的精度、耐磨程度、脫模機(jī)構(gòu)以及光潔度不夠高。

(3)粉末喂料在微型模腔中的流動(dòng)充模過(guò)程還需進(jìn)一步研究。目前有關(guān)喂料流動(dòng)充模的許多理論和模型都是基于傳統(tǒng)粉末注射工藝提出的,而在微注射成形過(guò)程中,粉末喂料在微型模腔中的流動(dòng)和填充環(huán)境及邊界條件有所改變,因此需要進(jìn)一步明確其流動(dòng)充模過(guò)程以對(duì)實(shí)際注射工藝參數(shù)的調(diào)整起指導(dǎo)作用。

. 新型粘結(jié)劑及脫脂工藝的開(kāi)發(fā)

粉末注射成形工藝中,粘結(jié)劑作為粉末流動(dòng)的載體對(duì)于整個(gè)注射成形工藝的成敗具有至關(guān)重要的作用。一方面,要求粘結(jié)劑具有良好的流動(dòng)充模性以及與固體粉末較好的潤(rùn)濕性;另一方面,粘結(jié)劑在注射坯體中必須容易脫除。目前,注射成形工藝廣泛采用的粘結(jié)劑體系為熱塑性石蠟基多元聚合物粘結(jié)劑體系,該粘結(jié)劑體系雖具有好的流變性能,脫除也較為容易,但存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)——脫脂時(shí)間長(zhǎng),并且一些尺寸較大的零件容易在脫脂過(guò)程中產(chǎn)生裂紋和開(kāi)裂等缺陷,這就大大降低了生產(chǎn)效率,提高了生產(chǎn)成本。因此開(kāi)發(fā)新的粘結(jié)劑體系和相應(yīng)的脫脂工藝,以提高粉末注射成形工藝的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本,具有非常重要的意義。

催化脫脂工藝作為近幾年發(fā)展的一種新型快速脫脂工藝。該工藝綜合了熱脫脂工藝和溶劑脫脂工藝的優(yōu)點(diǎn),克服了傳統(tǒng)脫脂方式的時(shí)間長(zhǎng)、缺陷多、能耗高等缺點(diǎn),被認(rèn)為是目前最先進(jìn)的脫脂工藝而受到廣泛的重視。自20世紀(jì)90年代,德國(guó)的BASF公司即開(kāi)展了這方面研究,并成功開(kāi)發(fā)了一種新的催化脫脂工藝——Metamold脫脂技術(shù)[11]。該工藝以聚醛樹(shù)脂作為粘結(jié)劑,利用聚醛樹(shù)脂的極性連接金屬粉末,并在酸性氣氛中進(jìn)行快速催化脫脂。在氣態(tài)酸性氣氛下(N2+HNO3),聚醛樹(shù)脂催化分解為甲醛。該分解反應(yīng)在100℃以上快速發(fā)生,是一種直接的氣-固反應(yīng)。脫脂從外圍區(qū)域向內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行,因此脫脂時(shí)產(chǎn)生的氣體可以順利逸出,避免了像熱脫脂一樣由于缺乏氣體通道而造成的缺陷;另外,這種催化脫脂在低于聚醛樹(shù)脂的軟化溫度下進(jìn)行,避免了液相的生成,從而避免了變形、坍塌等脫脂缺陷的產(chǎn)生,有力控制了注射成形坯變形,保證了燒結(jié)后的尺寸精度。該工藝脫脂速度為1～4 mm/h,是傳統(tǒng)脫脂工藝速率的10～20倍。催化脫脂所具有這些優(yōu)異的脫脂特性非常適合于現(xiàn)代化的注射成形連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。BASF公司已為Metamold脫脂技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利保護(hù),并注冊(cè)了Catamold商標(biāo)的催化脫脂喂料,生產(chǎn)了從金屬到陶瓷的一系列喂料產(chǎn)品[12]。他們生產(chǎn)的催化脫脂喂料產(chǎn)品憑借著快速穩(wěn)定的脫脂特性及適用于連續(xù)批量的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)特點(diǎn),較快地占據(jù)了世界粉末注射成形的市場(chǎng)。

國(guó)內(nèi)對(duì)于催化脫脂工藝的研究起步較晚。目前開(kāi)展此項(xiàng)研究的單位主要有清華大學(xué)、中南大學(xué)、北京科技大學(xué)等少數(shù)幾家,盡管也開(kāi)發(fā)出了一些催化脫脂工藝,但還僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段,尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,國(guó)內(nèi)的許多公司還只能通過(guò)高價(jià)購(gòu)買(mǎi)BASF公司的Catamold系列催化脫脂喂料進(jìn)行生產(chǎn),這勢(shì)必造成成本居高不下、產(chǎn)品失去競(jìng)爭(zhēng)力。因此針對(duì)催化脫脂工藝進(jìn)行深入研究已是迫在眉睫,對(duì)于國(guó)內(nèi)PIM產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推進(jìn)及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提高具有重要的戰(zhàn)略意義。

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Advance in Research of Power Injection Molding

QU Xuanhui

(Institute of New Material Technology,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China)

An overview of the main technical features and advantages of powder injection molding(PIM)was provided.Application fields and market development of PIM processwere briefly introduced,and hot topics of current PIM research were also summarized.Development trends and research directions for PIM technology in the future were brought for ward on the basis.

injection molding;powder;near-net shape;metal;ceramics

TF124

A

1674-3962(2010)05-0042-06

2010-02-23

曲選輝,男,1960年生,教授,博士生導(dǎo)師