翻译-金属基复合材料注射成型工艺总结

金属基复合材料注射成型工艺总结

摘要

金属注射成型（金属注射成型工艺）是一种成熟制造技术，是能够低成本高效益批量生产复杂零件的制造工艺。这种独特处理方法能，使它对金属基复合材料的制造有吸引力。在本文中，通过金属注射成型工艺制造金属基复合材料的研究和发展的状况进行总结，材料系统，制造方法，由此产生的材料特性和微观结构是主要的焦点。此外，这种复合材料制造技术的不足在本文中也会介绍。金属注射成型工艺工艺制备金属基复合材料的全部潜力有待探讨。

目录

1. 介绍 (3)

2. 金属基复合材料注射成型工艺 (4)

2.1难熔金属基复合材料 (4)

2.2 钛基复合材料 (6)

2.3 金属化合物基复合材料 (6)

2.4 钢基复合材料 (7)

2.5双金属结构 (8)

3.微注射成形 (9)

4.总结 (10)

1. 介绍

粉末注射成型（PIM）是一种与塑料注塑成型相结合的成熟的制造技术。粉末的能力冶金用于加工金属和陶瓷粉末（德国，1990年）。PIM的过程通常包括四个步骤：混合，注塑成型，脱脂和烧结，如下图（图1）PIM技术的演变导致了许多变化，反映了不同的组合粉末，粘结剂，成型技术，脱脂路线，烧结做法。金属注射成型，常用其简称金属注射成型工艺，是迄今为止使用最广泛的PIM的过程。

金属注射成型工艺吸引人的特点，非常有利于金属基复合材料的制造（MMC）或陶瓷基复合材料（CMC）。虽然许多金属基复合材料具有独特的属性，但是无法正常实现制造工艺来实现材料，其商业用途往往受限于材料和制造成本。通过采用金属注射成型工艺，使用复合材料的商业成本可显着降低。在近年来，综合性的工作已进行到探索金属基复合材料的制造，并扩展到陶瓷基复合材料和部件。金属注射成型工艺技术的复合材料制造公司甚至已建立并形成商业能力（德克尔，1989年，H. C. Starck的公司，2003年）。最广泛的研究是PIM金属基复合材料，包括不锈钢钢，难熔金属，金属间化合物和钛合金。虽然在理论上加强型复合材料可以采取或者连续（通常长纤维）或连续（颗粒和短纤维/晶

须）的形式，流和充模的PIM程序的要求确定这是大多数应用性，为加工原料含有颗粒或短纤维。因此，这并不奇怪迄今为止所有通过金属注射成型工艺制造的金属复合材料强度不断增加。

本文提供了一个通过金属注射成型工艺方式制造复合材料研究方法的总结。为了保持完整性，双金属结构及表面工程金属注射成型工艺制造的组件中还包括金属基复合材料。此外，由金属注射成型工艺制造的微结构将涵盖在本文中，即使它仍然是在实验室阶段。

2. 金属基复合材料注射成型工艺

根据基体材料，复合材料的制备金属注射成型工艺可分为难溶金属基复合材料，钛基复合材料，金属间化合物基复合材料以及钢基复合材料。双金属结构在本节也会讨论。金属注射成型工艺的路线已启用含有成分的材料，难溶金属基复合材料的制备很难通过传统方法制造。

2.1难熔金属基复合材料

钨钼是两个高熔融温度金属（3422◦C的钨和超过2623◦C的钼），在消费类电子产品，航空航天等行业得到应用，由于其优良耐热性引起电信，医疗和国防极大的兴趣。然而，它是很难熔炼和铸造材料。按照惯例，钨钼基合金复合材料制造方法为粉末冶金法，然后进行轻微的加工或研磨。组件制造也是传统的粉末冶金工艺，通常仅限于简单的几何形状。金属注射成型工艺的塑造优势使得它能够用于生产形状复杂的零件。因此，金属注射成型工艺作为一种替代制造难熔金属材料的制造方式已被广泛探讨。（Bruhn，Terselius ，1999年，王等，2001; Li等人，2003年;Tarata Ghita，2002年德国，1999年百色，2003年，杨等人，2000年宋等，1999年）

一个重要的难熔金属基复合材料是钨铜系统，它具有优良的热管理属性和高微波的吸收能力。它主要是用于重型电气接触和电弧耐电极。钨铜的部分通常是编造由渗透铜成钨粉契约或液相烧结的铜粉末的混合物。然而，传统的技术不适合小的复杂零件的批量生产。金属注射成型工艺已实行批量生产小而精致的钨

铜。

由金属注射成型工艺制备的钨镍铁复合材料已被广泛研究（Fan等，2001A，B，2002年，2004年，2005年，苏芮等等，2003;曲Huang等，2003; Li等，1998; Lee等人，2005年b;等人，2000年，2001年）钨镍铁复合材具有高密度，高强度，良好的延展性和耐腐蚀性等优点。W - Ni- Fe体系的主要研究对象是金属注射成型工艺制造的90W -7Ni-3FE（风扇等，2001A，B，2002年，2005年;苏瑞等，2003; Huang等，2003; Lee等人，2005年；瞿等，2000，2001年）。W-镍铁纳米复合粉体通常机械球磨制备多组分混合粘结剂，形成同质原料（苏里等。2003年黄等，2003; Lee等人，2005年b; Fan等人，2001年，B）。实验结果表明，铣床升级混合元素粉末，最大程度粉末装载量，同质化的原料，最终烧结。在1350◦C至1450 ◦C的温度范围内，它具有高机械性能的完全致密的部分固态生产和极小的失真。为了控制最终产品的尺寸偏差，范（Fan 等，2005）提出了一个考虑重量偏差的数学模型并通过实验调查核实。此外，角色添加剂，如钼，钽和重新对组织和由金属注射成型工艺的W - Ni- Fe体系的力学性能审议通过了德国和百色（德国等，1989;百色等，1989年，1990年）。他们的研究结果显示，即使是很小的重数量具有显着的固溶强化粮食炼油能力。然而，转口成本高可能会限制只有特殊应用的添加剂除了。

类似的W - Cu复合，钼铜复合材料具有高导热和热膨胀密切配合，以及半导体材料的优越性。吴铜钼铜的密度较低，在相同的重量体积较大。在制造的复合材料过程中，烧结也是一个内在的问题。虽然在烧结温度，基本上是没有的铜钼溶解度只有1-1.5％的Mo在熔融铜中的溶解度。利用金属注射成型工艺工艺制备钼铜复合材料提高烧结由于在原料的超细颗粒使用。此外，添加剂元素，具有较高的溶解度钼及与铜形成一个连续的固溶促进致密化。柯克（柯克等人，1992年）发现，镍系统在烧结过程逐渐致密化。然而，这是实现莫晶粒尺寸粗化的成本，并减弱热扩散。使用超细粉末似乎更为有利因为它提出了复合材料的热扩散致密。替代路线以改善复合材料的热扩散放大的高导电性的成分增加。