粉末注射成形

內(nèi)容概要

　　《粉末注射成形：材料、性能、設(shè)計與應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了粉末注射成形（Powder Injection Molding， PIM）的材料、性能、設(shè)計和應(yīng)用方面的知識，內(nèi)容包括PIM技術(shù)的概述，產(chǎn)品設(shè)計，模具設(shè)計及工序能力分析，粉末材料與產(chǎn)品性能，后續(xù)加工，成本控制，應(yīng)用與市場，PIM相關(guān)新技術(shù)，產(chǎn)品實例與要點分析，PIM工業(yè)的相關(guān)信息等?！　　斗勰┳⑸涑尚危翰牧?、性能、設(shè)計與應(yīng)用》既是關(guān)于PIM現(xiàn)狀的總結(jié)報告，也提供了大量可供參考的相關(guān)數(shù)據(jù)。書中許多表格、圖形、實例研究、性能參數(shù)的匯總均以獨立形式編寫，可以根據(jù)需要直接查閱?！斗勰┳⑸涑尚危翰牧?、性能、設(shè)計與應(yīng)用》總結(jié)了PIM基礎(chǔ)研究和商業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗中的大量知識，講解了如何設(shè)計和最佳應(yīng)用PIM工藝，對PIM的應(yīng)用有很強的參考價值?！斗勰┳⑸涑尚危翰牧?、性能、設(shè)計與應(yīng)用》適合從事粉末冶金、金屬材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、機械制造等領(lǐng)域的工程技術(shù)和科研人員參閱，也可作為材料學(xué)、材料加工、成形制造等專業(yè)大中專院校師生的教材或參考書?！　　斗勰┳⑸涑尚危翰牧稀⑿阅?、設(shè)計與應(yīng)用》著作權(quán)屬于Randall M German和宋久鵬。作者保留所有權(quán)利。沒有經(jīng)過Randall M German和宋久鵬的書面授權(quán)，書中任何部分都不能以任何電子或機械的形式復(fù)制或傳播，包括復(fù)印、記錄、掃描以及任何形式的信息存儲和檢索系統(tǒng)。對于《粉末注射成形：材料、性能、設(shè)計與應(yīng)用》中的信息和設(shè)計決策確認方法、性能映射和材料選擇技術(shù)、成本和管理度量，作者擁有專有知識所有權(quán)，除單獨購買外，不能傳播、復(fù)制和使用。

作者簡介

作者：宋久鵬 （美國）日爾曼（Randall M.German）

書籍目錄

前言致謝作者簡介第1章 粉末注射成形（PIM）簡介1.1 金屬和陶瓷粉末注射成形概述1.1.1 本書的宗旨1.1.2 PIM概述1.1.3 PIM的發(fā)展歷程1.1.4 PIM的科研工作1.1.5 PIM的技術(shù)劃分1.1.6 重要術(shù)語1.2 工藝的優(yōu)越性1.2.1 PIM的顯著特點1.2.2 PIM與模壓比較1.2.3 PIM與注塑的關(guān)系1.2.4 工藝的柔性化程度1.2.5 PIM的適用場合1.3 PIM的主要工序1.3.1 喂料制備1.3.2 注射1.3.3 熱加工1.3.4 工程設(shè)計需要考慮的方面1.4 PIM與其他凈成形工藝的比較1.4.1 加工能力1.4.2 成本因素1.4.3 競爭優(yōu)勢分析參考文獻第2章 產(chǎn)品和工藝的概念設(shè)計2.1 設(shè)計的過程2.1.1 設(shè)計的動機2.1.2 提升質(zhì)量和降低成本的方法2.1.3 利用PIM的優(yōu)點2.2 PIM產(chǎn)品的初步識別2.3 可選用的材料2.4 產(chǎn)品的性能以及與其他工藝的比較2.4.1 物理、化學(xué)和熱力學(xué)特性方面的比較2.4.2 力學(xué)性能的比較2.4.3 熱學(xué)性能的比較2.4.4 耐腐蝕和耐磨性能的比較2.4.5 電學(xué)和磁學(xué)性能的比較2.5 幾何特性2.6 設(shè)計決策的要點參考文獻第3章 產(chǎn)品的幾何設(shè)計3.1 概述3.2 PIM在幾何方面的加工能力3.3 形狀及幾何尺寸的設(shè)計要點3.3.1 肋、腹板和壁的厚度3.3.2 孔和芯3.3.3 螺紋和表面特征3.3.4 伸出體和凸臺3.3.5 倒扣3.3.6 轉(zhuǎn)角和倒角半徑3.3.7 錐度和拔模角3.4 針對PIM工藝進行設(shè)計3.5 設(shè)計指數(shù)的概念參考文獻第4章 模具設(shè)計與工序能力分析4.1 產(chǎn)品的特征及其組合4.2 尺寸公差與精度4.3 尺寸公差的分配4.4 模具的基礎(chǔ)知識4.4.1 模具設(shè)計4.4.2 模具的運動4.4.3 模具制造4.5 產(chǎn)品試制及模具4.6 工藝過程的建模參考文獻第5章 粉末材料與產(chǎn)品性能5.1 概述5.2 可燒結(jié)粉末的化學(xué)成分5.2.1 材料的可得性5.2.2 粉末的特性5.2.3 粉末和喂料銷售商5.2.4 常用PIM粉末的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分5.3 材料的選擇過程5.4 電學(xué)性能5.5 環(huán)境屬性——生物相容、腐蝕和氧化特性5.6 慣性、密度和彈性特性5.7 磁學(xué)性能5.8 力學(xué)性能5.8.1 金屬材料的拉伸性能5.8.2 陶瓷材料的斷裂強度5.8.3 斷裂韌度、沖擊和疲勞特性5.8.4 高溫特性5.9 光學(xué)性能5.10 熱學(xué)性能5.10.1 熔點和比熱容5.10.2 熱管理性能5.11 磨損特性5.12 供應(yīng)商之間的差異5.13 典型的微觀結(jié)構(gòu)5.14 材料成本的考慮參考文獻第6章 PIM產(chǎn)品的后續(xù)加工6.1 概述6.2 變形工序6.2.1 冷變形6.2.2 熱變形6.3 機加工6.4 熱處理6.5 連接6.6 表面處理6.7 檢驗6.7.1 質(zhì)量檢驗6.7.2 定量技術(shù)6.7.3 無損檢測6.8 總結(jié)參考文獻第7章 產(chǎn)品開發(fā)過程中的成本控制7.1 生產(chǎn)經(jīng)濟性和關(guān)鍵成本因素7.1.1 概述7.1.2 其他競爭性的工藝7.1.3 粉末成本7.1.4 喂料成本7.1.5 模具成本7.1.6 注射成本7.1.7 脫脂成本7.1.8 燒結(jié)成本7.1.9 后續(xù)加工、檢驗和包裝成本7.2 改變設(shè)計以降低工藝成本7.3 模具使用壽命因素7.4 設(shè)備成本和折舊7.5 生產(chǎn)訂單大小因素7.6 公差要求對成本的影響7.7 成本計算7.8 采購過程7.9 產(chǎn)量與產(chǎn)能參考文獻第8章 PIM的應(yīng)用和市場分析8.1 PIM的應(yīng)用概述8.2 PIM的市場8.2.1 工業(yè)的發(fā)展8.2.2 工業(yè)的分類8.2.3 市場的分類8.3 應(yīng)用領(lǐng)域舉例8.3.1 航空航天8.3.2 汽車8.3.3 商業(yè)機器8.3.4 鑄造和熔煉工業(yè)8.3.5 計算機8.3.6 切削刀具8.3.7 國防8.3.8 牙科8.3.9 電氣和電子零件8.3.10 槍械8.3.11 手動工具8.3.12 五金器具8.3.13 家庭和個人用品8.3.14 工業(yè)零件和工具8.3.15 工具儀表和傳感器8.3.16 珠寶8.3.17 照明8.3.18 醫(yī)療8.3.19 微電子和光電8.3.20 油田和采礦8.3.21 運動器材8.3.22 電信8.3.23 手表8.4 未來可能的應(yīng)用8.4.1 新興的材料8.4.2 新興的應(yīng)用8.4.3 工業(yè)的變化參考文獻第9章 PIM相關(guān)的新技術(shù)9.1 新的工藝9.1.1 生坯的加工和裝配9.1.2 兩種材料的注射成形9.1.3 氣輔和水輔注射成形9.1.4 氣動等靜壓鍛造9.1.5 大尺寸結(jié)構(gòu)9.1.6 微注射9.1.7 快速模具的概念9.2 新的材料9.2.1 采用混合粉末的耐磨復(fù)合材料9.2.2 高彈性模量的金屬陶瓷9.2.3 異質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)9.2.4 通過氣氛穩(wěn)定材料的化學(xué)成分9.2.5 生物相容材料9.2.6 預(yù)成形件熔滲9.2.7 粘結(jié)材料9.3 新的產(chǎn)品9.3.1 有芯或中空的結(jié)構(gòu)9.3.2 控制孔隙度的結(jié)構(gòu)9.3.3 各向異性響應(yīng)的結(jié)構(gòu)9.4 新的應(yīng)用參考文獻第10章 產(chǎn)品實例及其要點分析10.1 概述10.2 實例研究10.2.1 氣囊觸發(fā)零件10.2.2 活體檢查儀器10.2.3 鉆頭夾持器10.2.4 燃燒室蓋10.2.5 鑄造型芯10.2.6 手機轉(zhuǎn)向節(jié)10.2.7 手機振子10.2.8 離心式供給管10.2.9 摺篷汽車的車頂夾子10.2.10 巡航控制傳感器安裝座10.2.11 硬盤驅(qū)動器的磁性鎖10.2.12 模塊化鉆尖10.2.13 立銑刀10.2.14 抽取噴嘴10.2.15 光纖連接器10.2.16 光纖彎曲工具10.2.17 光纖插芯10.2.18 燃油流量調(diào)整器10.2.19 燃氣輪機葉輪10.2.20 裝配了齒輪的軸10.2.21 變速器排擋手柄10.2.22 電子儀器組件上的玻璃和金屬間的封裝10.2.23 噴射旋轉(zhuǎn)翼10.2.24 陶瓷金鹵燈電弧管10.2.25 鎖具零件10.2.26 奢侈手表表鏈10.2.27 彈匣解脫柄10.2.28 金屬切削刀片10.2.29 射釘槍擋板10.2.30 針驅(qū)動器和末端U形夾10.2.31 光收發(fā)器外殼10.2.32 牙科正畸托槽10.2.33 氧傳感器10.2.34 紙張打孔沖頭10.2.35 泵體10.2.36 后瞄準(zhǔn)器基底和滑塊10.2.37 步槍扳機護弓10.2.38 轉(zhuǎn)動傳感器10.2.39 保險按鈕10.2.40 噴淋閥門10.2.41 螺線管閥體10.2.42 噴嘴10.2.43 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的U形夾10.2.44 手術(shù)剪刀10.2.45 手術(shù)吻合器10.2.46 餐具10.2.47 茶杯10.2.48 牙刷齒輪10.2.49 修剪器刀片10.2.50 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子10.2.51 可變氣閥搖臂10.2.52 酒瓶塞10.2.53 手表座參考文獻第11章 PIM工業(yè)結(jié)構(gòu)和企業(yè)運營11.1 工業(yè)的特點11.2 工業(yè)結(jié)構(gòu)及其劃分11.2.1 工業(yè)的成熟11.2.2 四種層次的比較11.2.3 附設(shè)生產(chǎn)和用戶定制生產(chǎn)11.3 財務(wù)方面的比較11.4 地理上的分布11.5 材料上的分布11.6 銷售和供應(yīng)商的基本情況11.7 相對銷售業(yè)績11.8 增長預(yù)測11.9 PIM企業(yè)的常見錯誤概念11.10 PIM企業(yè)的常見問題11.11 PIM企業(yè)的最佳實踐11.12 PIM企業(yè)采用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)11.12.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)11.12.2 材料標(biāo)準(zhǔn)11.12.3 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)11.12.4 測試標(biāo)準(zhǔn)11.12.5 測試目的11.13 其他有用信息11.13.1 PIM的重要論文11.13.2 PIM的重要專利11.13.3 PIM有關(guān)的會議參考文獻附錄附錄A 模具的制造材料與特性附錄B 粉末生產(chǎn)、粉末特征以及粉末和喂料的供應(yīng)商附錄C 后續(xù)加工與檢驗附錄D 模具的成本計算附錄E 零件的成本計算附錄F 質(zhì)量計劃框架

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：前面一節(jié)簡要介紹了PIM及其與模壓燒結(jié)的關(guān)系。注塑是另一種影響著PIM的關(guān)鍵技術(shù)。事實上，一旦PIM技術(shù)建立后，流行的方式是注塑模具制造商同時開始提供金屬和陶瓷模具。PIM的成形機器、模具、甚至注射周期與注塑很相似。許多注塑模具組件被用來演示這些相似性，顯然P1M和注塑具有很多共同之處。然而，所有的相似性在注射階段之后就沒有了。塑料件在注射成形后沒有如燒結(jié)那樣的后續(xù)操作以及15％左右的尺寸收縮。此外，注塑不像PIM那樣，關(guān)注在注射之后的工序中材料組成和微觀結(jié)構(gòu)的控制。PIM和注塑的其他差別在性能和經(jīng)濟性方面。對于注塑，樹脂是最大的成本因素。然而與之不同的是注射后的脫脂和燒結(jié)工序則是PIM重要的成本組成。這使得成本的度量由注塑中的樹脂成本轉(zhuǎn)變?yōu)镻IM中的工藝成本。就應(yīng)用而言，許多領(lǐng)域同時使用塑料和PIM零件，因此這不是本質(zhì)上的差別。但在性能方面卻是截然不同的，首先是零件的質(zhì)量。與塑料相比，金屬和陶瓷的密度要高得多，并且它們具有塑料所不具備的熱、電、磁、力學(xué)、磨損和其他方面的性能。事實上，注塑和PIM是相互補充的。PIM僅僅是在低成本的注塑不能獲得必需的性能時才被應(yīng)用。舉個例子，常用聚乙烯的有效強度小于20MPa，而PIM鋼的強度則高出20～100倍。僅僅一些纖維增強特殊高分子系統(tǒng)（如凱夫拉爾環(huán)氧樹脂Kevlar-epoxy）可能達到這一級別的性能（典型的成本代價是高分子的10-100倍）。盡管兩種技術(shù)使用同樣的注射機、模具設(shè)計方法和注射操作，但是通過PIM制造出的零件的工程特性超過了同時代的塑料所能達到的范圍。

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