高比重钨合金的金属注射成形技术

   金属注射成形(MetalInjectionMolding,简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净形成形技术。众所周知,塑料注射成形技术能以低廉的价格生产多种复杂形状的制品,但强度不高。为了改善其性能,可以在塑料中添加金属或陶瓷粉以得到较高强度、耐磨性好的制品。近年来,这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使得成形坯致密化,得到金属零部件。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。

   金属注射成形技术在制备具有复杂形状、均匀组织结构和高性能的高精度近净形产品方面具有独特的优势。凡可以制成粉末的任何金属或合金均可用此方法制造零件。此外,该技术可以完全实现自动化连续作业,生产效率高,并且材料利用率几乎可达100%。高比重钨合金零件广泛应用于军工、医疗和科学实验器材等方面,随着技术的进步,各应用部门对高比重钨合金零件形状的要求越来越复杂,加工难度越来越大,生产成本高。而金属注射成形技术则可解决这一问题。且由于传统方法生产的钨粉粒度小,采用MIM工艺不需要增加粉末成本,较之低合金钢、不锈钢等材料的注射成形又具有独特的原材料成本优势。本文全面介绍了MIM技术的工艺过程、发展情况和在高比重钨合金中的具体应用。

   高比重钨合金零件只能采用粉末冶金方法生产。由于其强度、硬度高,烧结后机械加工异常困难。且对于长径比较大的产品,压制时会产生密度不均匀,导致烧结后出现变形和尺寸偏差。采用金属注射成形技术一方面可以直接一次成形形状复杂的零部件,另一方面由于是喂料均匀流动充填模腔,成形坯各处密度均匀,消除了压制过程中不可避免的密度梯度现象。MIM技术产生和发展以来,已被应用制备了许多种不同的高比重钨合金零部件,以下产品为中南工业大学粉末冶金工程研究中心所研制的部分产品。

   金属注射成形技术由于其在技术和经济方面有巨大的优越性,从70年代末80年代初问世以来,发展异常迅速,其产品已广泛应用于国防和民用领域。在这众多的应用领域中,高比重钨合金是其中重要的一类产品。国外在此方面已有较成熟的技术,我国在此方面的研究虽然起步较晚,但经广大科技工作者不懈的努力,近年来也有了长足的进步。相信在不久的将来,随着MIM技术的进一步发展。我国高比重钨合金工业中将会应用到越来越多的MIM零件。