【正文】 是：將專用金屬或合金粉和聚合物潤滑劑混合后，采用特制的粉末加熱系統(tǒng)、粉末輸送系統(tǒng)和模具加熱系統(tǒng)，升溫到75～150℃，壓制成壓坯，再經(jīng)預燒、燒結(jié)、整形等工序，～／cm3的鐵基粉末冶金零件。表114列舉了幾種常用的金屬粉術注射成形材料的力學性能。此外，由于PIM技術所用的粉來一般較細，產(chǎn)品燒結(jié)后可以達到很高的密度，因此，PIM產(chǎn)品的力學性能一般優(yōu)于粉末冶金模壓和精密鑄造產(chǎn)品。采用Pm技術則可以直接制成一個整體復合部件(如圖1115所示)。PIM技術還可以實現(xiàn)零部件一體化。粉末注射成形技術由于采用了大量的黏結(jié)劑作為粉末流動填充模腔的載體，所以可以像成形塑料那樣制備出各種任意形狀的粉末冶金零部件，這是傳統(tǒng)粉末冶金模壓工藝不可能達到的。由德國BASF公司開發(fā)的黏結(jié)劑及其催化脫脂技術是目前應用于工業(yè)化生產(chǎn)中最先進的脫脂技術之一，并可為粉末注射成形廠家直接供應喂料和提供后續(xù)生產(chǎn)工藝。采用液／固或氣／固界面反應脫脂(即溶劑脫脂和氣相脫脂)，可以使脫脂過程由外及里推進，可以有效地提高脫脂速率，已成為黏結(jié)劑開發(fā)的主要發(fā)展方向。表112列舉了一些已公開的黏結(jié)劑配方。各組元以適當比例搭配以獲得高的粉末裝載量，最終得到高精度和高均勻性的產(chǎn)品。 黏結(jié)劑是PIM技術的核心，在PIM中黏結(jié)劑具有增強粉體流動性和維持坯塊形狀的兩個基本職能，此外它還應具有易于脫除、無污染、無毒性、成本合理等特點。％。另一方面，在黏結(jié)劑設汁理論和脫脂機理等研究成果的指導下，新一代黏結(jié)劑及其脫除技術的開發(fā)成功，不僅使原來的脫脂時間從數(shù)十小時縮到幾個小時，而且其保形性得到明顯的改善，大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品的尺寸精度從177。20世紀80年代由于美國政府研究機構(gòu)和大學的介入，使研究工作向深層次發(fā)展，從完全憑經(jīng)驗進入到在一定理論指導下工作，這一時期PIM技術得到了迅速的發(fā)展。其發(fā)展非常緩慢。1976年，第一項金屬粉末注射成形技術的專利授權(quán)給River。第一項陶瓷粉末注射成形的專利1938年授權(quán)給Schwartzwalder。因此，國際上普遍認為該技術的發(fā)展將會導致零部件成形與加工技術的一場革命，已成為國際上“當今最熱門的零部件成形技術”。它的基本工藝過程如圖1114所示：首先將固體粉末與有機黏結(jié)劑均勻混合并制成粒狀喂料，在加熱狀態(tài)下用注射成形機將其注入模腔內(nèi)冷凝成形，然后用化學溶解或熱分解的方法將成形坯中的黏結(jié)劑脫除，最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn)品。將對粉末冶金技術帶來突破性的變革。另外，納米微粉作為粉末制品原料必須具有經(jīng)濟的制造方法和穩(wěn)定的質(zhì)量。 納米微粉是一種新型的粉末冶金材料和原材料，其主要應用于高密度磁記錄材料、薄膜集成電路的導電材料、微孔過濾器、化學催化劑、汽車用的還原觸媒、超微粒子膜傳感器、碳纖維的氣相成核材料等。 制各超微粉末遇到最大困難是粉末的收集和存放。納米微粉具有明顯的體積和表面效應，因此，它較通常細粉有顯著不同的物理、化學和力學特性，作為潛在的功能材料和結(jié)構(gòu)材料，超微粉末的研制已受到了世界各工業(yè)國家的重視。一般應用的攪拌球磨機其攪拌速率約為250r／mm，實驗室使用的有些攪拌球磨機其攪拌速率要快十倍。攪拌球磨機的操作較簡單。球磨罐有純不銹鋼制的，也有內(nèi)襯了氧化鍋、氧化鋯、橡膠或聚氨基甲酸乙脂的不銹鋼罐。攪拌球磨機的球磨料的運動速率要比振動球磨機和行星球磨機低，／s，因此其能量也較低。如Model 1S攪拌球磨機(美國Union Process制造，圖1113)。如圖1112所示，球磨罐外側(cè)的粉末和磨球所受的離心力的方向是相同的，因此將沿著內(nèi)壁滾動，產(chǎn)生摩擦效應，當球磨罐的這一邊轉(zhuǎn)到內(nèi)側(cè)時，粉末和磨球所受的離心力的方向變?yōu)橄喾?，在支撐盤離心力的作用下，粉末和磨球?qū)w向外壁，產(chǎn)生撞擊效應，從而達到機械合金化的效果。由于球磨罐與支撐盤的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。多個球磨罐對稱安裝在一個旋轉(zhuǎn)的圓盤上，每個球磨罐還繞自己的軸心轉(zhuǎn)動。這是一種最為廣泛用于機械合金化的球磨機，一次可以制備幾百克粉末。 行星球磨機。它包括一個用于裝填粉求和磨球的球磨罐，球磨罐被夾緊并以每分鐘數(shù)千次的頻率前后晃動，與此同時，球磨罐的兩端還作橫向擺動，因此，球磨罐是沿著一個8字形的軌跡運動，或者是無規(guī)則軌跡的運動。其不同之處主要是生產(chǎn)能力、球磨效率、冷卻和加熱裝置等。選擇過程控制劑時，要仔細考察金屬粉末與過程控制劑組元間的可能化學反應。過程控制劑的使用往往會給粉末帶進一些夾雜物，因此，制備高純粉末時要避免使用過程控制劑。然而，對于其他體系，化學反應可以在球磨過程中完成，也可能要經(jīng)過熱處理后才完成，還可能球磨和熱處理后仍只有部分完成。將鋁與碳或者含碳的過程控制劑一起球磨可以得到碳化鋁粉末(Al4C3)，碳化鋁粒子彌散分布在鋁合金的基體中，可顯著改善鋁合金的性能。例如：將金屬鈦在氮氣氛中球磨得到了氮化鈦粉末，其他幾種金屬氯化物粉末也已用相似的工藝制得。鈦、鋯等活性金屬在有空氣存在的情況下球磨時，會大量吸氧和吸氮，從而發(fā)生相變，包括形成新相。例如鋁會與異丙醇反應。用這些化合物作為過程控制劑可以在粉末基體中形成彌散的碳化物和氧化物粒子，從而得到彌散強化材料，其中的氫元素可以在隨后的加熱或燒結(jié)過程中成為氣體逸出或被晶格吸收。在球磨過程中，這些化合物的大部分都會分解，并與粉末反應后在其基體中形成均勻彌散分布的化合物新相。過程控制劑的種類很多，但大多數(shù)為有機化合物。 為了減少粉末間的冷焊，防止粉末發(fā)生團聚，在機械合金化過程中往往需要在粉末中加入1％～4％的過程控制劑，特別是在有一定量的延性組元存在時。、對機械合金化技術來說，原料粉末的粒度并不是很重要，因為粉末粒度隨球磨時間呈指數(shù)下降(圖1110)，幾分鐘后便會變得很細，但一般說來原始粉末粒度要小于磨球的直徑。表111列出了機械合金化技術制備的幾種氧化物彌散強化鎳基和鐵基超合金的室溫和高溫力學性能。還可以改變粉末的形貌； (4)可以制取具有新的晶體結(jié)構(gòu)、準晶或非晶結(jié)構(gòu)的合金粉末； (5)可以使有序合金無序化； (6)可以促進低溫下的化學反應和提高粉末的燒結(jié)活性。它是在高能球磨機中，通過粉末顆粒之間、粉末顆粒與磨球之間長時間發(fā)生非常激烈的研磨，粉末被破碎和撕裂，所形成的新生表面互相冷焊而逐步合金化，其過程反復進行，最終達到機械合金化的目的，如圖119所示。在上述離心霧化技術中，旋轉(zhuǎn)電極法(包括PEP、EBRE、PREP)最重要，日前應用比較廣泛，主要用于制備鎳基超合金、鈦合金、金屬間化合物、無氧銅、難熔金屬及合金等粉末。粉末粒度的大小主要受離心力的影響，旋轉(zhuǎn)速度越高，離心力越大，所得粉末越細。離心霧化法的主要缺點是工藝受到設備規(guī)模、生產(chǎn)過程連續(xù)化和自動化限制，生產(chǎn)能力低，粉末價格較高。離心霧化的一個重要特點就是能制取幾乎所有金屬或合金的粉末，還可以制取難熔化合物(如氧化物，碳化物等)粉末。其中主要有旋轉(zhuǎn)盤法(RD)(圖113(a))、旋轉(zhuǎn)坩堝法(RC)(圖113(b))、旋轉(zhuǎn)電極法(REP(圖113(c))、電子束旋轉(zhuǎn)電極法(EBRE)、等離子旋轉(zhuǎn)電極法(PREP)(圖117)等。例如，日本太洋金屬公司為此開發(fā)了水壓高達150MPa的超高壓水霧化設備，其平均粒度可達3～5mm。在10MPa水壓下的鋼鐵粉末粒度為100～200mm。它在純鐵粉、低合金鋼粉、高合金鋼粉、不銹鋼粉和銅合金粉的制造中具有重大的技術經(jīng)濟優(yōu)勢，是鋼鐵粉末生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。 在金屬粉末霧化中發(fā)展最快的是20世紀60年代中期建立起來的高壓水霧化技術。但是，由于該技術采用了很小直徑的金屬液流(約1mm)，批量生產(chǎn)時其導液管容易被堵塞。用該技術生產(chǎn)的鋁粉的中位徑只有18m，90％粉末的粒徑小于30mm。通過提高霧化氣體的溫度，使氣體的出口速度提高，可進一步提高細粉末的出粉率。超聲氣體霧化法具有很高的霧化效率，例如，采用超聲氣體霧化法可以制成粒徑為8mm的錫合金粉末和平均粒徑為20mm的鋁合金粉未，而且在這種鋁合金粉末中粒徑小于50mm的粉末出粉率高達90％以上。超聲氣體霧化法(USGA)是氣體霧化技術中較為先進的一種，(80~100kHz)脈沖氣流作為霧化介質(zhì)的。 氣體霧化