材料制备与加工新技术注塑成型.docx

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材料制备与加工新技术注塑成型

金属粉末注射成型

一、注射成型

随着技术进步和创新速度的加快，材料加工技术越来越朝着高性能、低成本、短流程、近终成型的方向发展，涌现出不少集设计、制备、加工于一体的新型制备技术，如粉末注射成型技术。

粉末注射成形（Powderinjectionmolding,PIM）是传统粉末冶金工艺与现代塑料注射成形工艺相结合而形成的一门新型近净形成形技术。

它利用模具注射成型并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状结构零件。

PIM是塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科交叉复合的产物。

粉末注射成形特点，

一是粉末注射成形过程中，粉末均匀填充模腔成形，模腔内各点压力一致，消除了传统粉末冶金压制成形方法不可避免的沿压制方向的密度梯度问题，能在一定程度上克服传统粉末冶金产品存在的密度、组织、性能不均匀的现象。

与精密铸造技术相比，金属粉末注射成形技术在提高零件精度，避免铸造的成分偏析等问题的同时，大大提高了生产效率。

二是用注塑机注射成型，能制造传统工艺不能制造的复杂零部件。

传统粉末成形是在外加压力作用下，把粉末加入压模内压成生坯，然后烧结成产品，金属或其他类型粉末通过颗粒重排、塑性流动而得到致密化。

由于粉末的流动性较液体差，一些具有外部切槽、横孔、盲孔、外螺纹、凹台、表面滚花等形状的零部件，难以一次成形。

PIM通过采用一定比例的高分子聚合物黏结剂与制备零件需要的金属粉末、陶瓷或者其他材料的粉末制成具有良好流动性的均匀混料，能够像塑料制品注射成形一样成形复杂形状的零部件，再经脱脂、烧结得到最终需要的产品，如外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉孔与盲孔，凹台与键销、加强筋板、表面滚花等，这类零件都是无法用常规粉末冶金方法得到的。

三是可根据零件性能要求进行大范围的成分设计，只要这种材料能被制得细粉，而且可以事先不同材料零部件一体化，PIM可以制取微观复合材料或宏观复合材料的零件，以充分发挥不同材料的优异性能，适应性广，生产成本低。

四是适合大批量自动化生产。

PIM具有一些生产优势，可方便地采用一模多腔模具，成形效率高，模具使用寿命长（磨损小），更换调整模具方便快捷，产品转向快，新产品从设计到投产时间短。

该工艺技术不仅具有常规粉末冶金技术工序少、切削少或无切削、高效、经济的优点，而且PIM制造的零件几乎不再需要进行机加工，材料的消耗少，自动化程度高，材料的利用率可以高达98%以上，因此，所生产的复杂形状零件高于一定数量时，PIM就会比机加工方法更为经济。

二、注塑成型材料

2.1、金属粉末

一般来说，适合用于注射成形的粉末要求颗粒为等轴晶粒、近球形，并从小于20µm。

由于小颗粒粉末正好可以填在大颗新之间，因此粒度分布较宽的粉末填充密度也就较高。

但是较宽的粒度分布容易造成注射时的两相分离，为后面的工艺带来更大的难度。

理想的注射成形用粉末的定义是：

1、颗粒尺寸在0.5-20µm之间，D50在4-6µm之间；

2、粒度分布范围要在非常狭窄或非常宽的范围内，其分布斜率的理想值为2或8；

3、振实密度要大于理论密度的50%，无团聚现象；

4、粉末颗粒近似为球形，等轴，典型的长宽比为1.2；

5、颗粒致密内部无孔洞；

6、环境污染小，颗粒表面干净。

氧化还原是一种重要的化学反应法，实际生产中有很多粉末是通过氧化还原法来制备的。

该方法使用经研磨的较细净化的氧化物，在还原性气体如CO、H2等参与下的热化学反应中进行。

注射成形中采用氧化还原的一个典型实例是W粉的制取，将研磨的WO3在干燥的氢气中还原制得。

这种粉末粒度小，粒径在2-3µm，容易团聚。

雾化法是利用高速射流将液态金属粉碎成粉末。

熔融的材料被注入喷嘴中形成液滴喷射出来，用来击碎熔融金属流的流体可以是空气、氮气、氦气、氩气、也可以采用水或油。

这种方法可以将高度合金化的材料制成小颗粒的粉末，并且可以获得理想的颗粒形状和高的填充密度。

雾化法通常是在可减少污染的惰性气氛下进行的，颗粒形状为球形，粒度分布较宽，具有较高的振实密度。

而且，通过控制工艺条件，可以得到不带附属物和消除内部孔隙的球形粉。

化学沉积法包括气相沉积和液相沉积法。

元素铁粉和镍粉通常都是采用气相沉积法制取的。

在加热加压的情况下，固态的铁粉和镍粉与一氧化碳生成金属羰基物的气体，随后，羰基物被冷却成液态，经过分级蒸馏和净化，重复加热的时候液相挥发并在催化剂的作用下沉积形成金属粉末，粒径较小，纯度很高，达到99.95%。

颗粒形状为近球形或链状。

对脆性材料来说，粉碎和研磨是制备粉末的常用方法。

经过旋转装有一定量硬球和粗粉的容器，粉未经过研磨球不断地撞击、研磨制得粒度较小的颗粒。

若希望制得的粉末粒度越小，所需研磨的时间就越长。

由机械粉碎后制得的粉术形状通常是不规则的，粉末颗粒之间尖锐的接触必然会导致粉末堆积性和流动性的下降．从而使粉末难于注射。

另外不利的因素还包括：

生产率较低，成本较高，而且有污染问题。

2.2、塑料

塑料是以有机高分子化合物为基础，加入若干其他材料（添加剂）制成的固体材料。

高分子化合物是相对分子量很大的化合物。

它是由相对分子质量较小的低分子化合物经聚合反应而成。

这种低分子化合物称为单体。

并不是所有低分子化合物都能成为单体，如食盐、水、甲烷等都不能成为单体，因为这些化合物的分于处于饱和状态，不能进行聚合反应。

目前可作为单体的低分子化合物主要是含双键的不饱和的碳氢化合物。

高分子化合物以单个大分子分散存在时，不能成为有实用价值的材料。

但当高分子化合物的大分子以某种方式（通过范德华力的作用）聚集在—起时，就成为各种各样的树脂。

按照高分子化合物本身的性质及某些外界条件的影响，高分子聚合物的聚集态有两种：

线型无定形聚合物：

线型无定形聚合物的特点是大分子之间不是规则地排列在一起，而是彼此交叉缠绕呈无序排列。

线型无定形聚合物中存在某些近程有序区域，即在微小范围内大分子呈规则排列，只是这种有序范围小、数量少，对聚合物性能影响不大。

线型无定形聚合物在不同温度范围内明显地表现出不同的力学性能。

这些不同的力学性能对塑料的使用和模塑成型加工具有重要意义。

线型无定形聚合物不同温度时的力学状态可用形变温度曲线表示。

在—定温度范围内聚合物呈现三种不同的力学状态，可用形变能力表示：

1）玻璃态：

高分子聚合物的玻璃态存在图中Tx-Tg温度范围内。

所谓玻璃态，就是在温度较低时大分子所具有的能量很小，大分子链之间的运动不能进行，分子内的链段运动也难以进行，聚合物表现出像玻璃一样的刚硬，故称玻璃态。

聚合物呈现玻璃态时具有较好的力学性能，此时若对聚合物施加外力，只能产生微小的变形，去除外力后方即恢复原状，这种变形形式称为普弹形变。

温度低于Tx时，不仅链段运动不能进行．连分子的局部热振动也不能进行，聚合物呈现脆性状态。

此时若对聚合物施加外力．即产生脆性断裂。

温度高于Tg时，在外力作用下聚合物会产生较大变形，故Tx-Tg的温度范围为结构材料的使用温度范围。

2）高弹态：

高分子聚合物的高弹态存在于图中Tg-Tf之间。

此时温度较高，大分子链能够在较大范围内自由进行链段运动。

在外力作用下．原来卷曲状的大分子链缓慢伸直，去除外力后大分子链又缓慢恢复成卷曲状，因此可以产生百分之数百的变形量，这种变形称为高弹形变。

产生高弹形变时大分子链之间没有相对滑动，因此高弹形变是可逆的。

3）粘流态：

高分子聚合物的粘流态存在于图中Tf-Td之间。

此时因温度更高，除了大分子链能够更自由地进行链段运动外，大分子链之间也能产生相对滑动，因此在外力的作用下，高分子聚合物会产生流动变形，这种变形称为粘流变形。

由于粘流变形是聚合物中大分子的相对滑动，这种变形是不可逆的。

也正是由于这种变形的不可逆性，才能通过模塑制造出各种塑料制品。

然而，粘流变形的过程伴随着高弹形变。

高弹形变是链段运动，所以在生产模塑塑料制品时必须将原料加热到足够高的温度，使高弹形变部分得到完全松弛，否则塑料制品会由于高弹形变的恢复而产生严重的内应力，导致制品断裂或变形。

粘度也是聚合物粘流态的一项重要参数，对模塑工艺尤为重要。

粘度大的塑料，模塑时难以充满型腔，或需要较高的温度和压力才能完成充型，这就增大了生产工艺的复杂性。

聚合物粘流温度的高低和粘度的大小同分子的结构及相对分子质量的大小有关。

凡分子结构复杂，相对分子质量大的聚合物，其粘度大，粘流温度高。

这是因为大分子结构复杂时，链段运动比较因难，大分子之间的相对滑动也比较困难。

相对分子质量大的聚合物，即大分子链较长．大分子间彼此缠绕点较多，大分子间的吸引力也较大，这就使得大分子之间的滑动更加困难。

降低大分子的聚合度或在模塑时加入增塑剂，可以降低粘流温度和粘度，提高模塑温度也可以降低粘度，不过粘度太小对模塑也不利，容易产生溢流现象。

如果加热温度接近或超过Tf，则聚合物发生分解。

结晶型聚合物：

高分子聚合物的结晶概念与金属材料的结晶概念不完全相同。

金属结晶的特点是每一种金属晶体都有特定的晶格形式，而且有固定的晶格常数。

绝大多数金属原子都存在于相应的晶格节点上。

高分子聚合物结晶的特点是大分子远程有序排列。

虽然一些结晶型聚合物也有晶胞、晶片、晶球的结构模型，但从总体上看，结晶型聚合物中的大分子链不可能百分之百规则有序排列，也没有像金属材料那样有固定的晶型。

图中显示在一些区域大分子呈规则排列，而在另一些区域大分子呈无序排列。

规则排列区域称为晶区，无序排列区域称为非晶区。

结晶型聚合物中总是存在一定比例的非晶区。

晶区所占的百分比称为结晶度。

通常结晶度在80％以上的聚合物称为结晶型聚合物。

2.3、树脂分类

按塑料加热冷却时树脂呈现的特性．分为热塑性塑料和热固性塑料两类。

（1）热塑性塑料：

热塑性塑料的特征是塑料受热时软化，温度升高至一定数值时可呈现粘流态，当温度降低时（—般指室温）塑料变得坚硬。

再次加热能再变软，冷却后又变硬，可以如此多次反复。

热塑性塑料除能多次反复加热冷却外，还能溶于某些溶剂，这种现象称为可熔可溶。

常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS塑料、聚甲醛、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、聚碳酸酯和聚酯等。

（2）热固性塑料：

热固性塑料的特征是塑料第一次受热时软化，冷却时固化并呈现刚硬状态。

重新加热时不再软化，温度超过一定数值时发生分解。

这类塑料不溶于溶剂．称为不熔不溶。

常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料和不饱和聚酪等。

聚乙烯：

聚乙烯的代号为PE，高压聚乙烯的相对分子质量较小，大分子链含有若干短支链，结晶度最小，密度也是最小的，约0.91-0.92g/cm3，亦称低密度聚乙烯（LDPE）。

高压聚乙烯的强度较差而柔顺性、抗冲击性和透明性较好。

中、低压聚乙烯大分子链的支链较少，相对分子质量和结晶度都比高压聚乙烯大，柔顺件级差．质地坚硬。

低压聚乙烯的密度为0.94-0.96g/cm3，也称为高密度聚乙烯。

聚乙烯呈乳白色半透明状态，遇火会燃烧。

从分子纳构式可知，聚乙烯分子中只有碳、氢两种元素，没有极性基团。

在常温下能耐酸、碱作用，也不溶于有机溶剂。

吸水性小，耐蚀性和电绝线性很好，是优良的高频电绝缘材料。

高压聚乙烯多用于制造薄膜。

低压聚乙烯则作为结构材料使用，用于制造日用品．化工设备中的耐蚀管道、槽衬及某些机械零件。

聚氯乙烯：

聚氯乙烯是最早工业化生产的塑料品种之一，在日常生活中广泛应用。

聚氯乙烯的代号为PVC，分子结构式为

聚氯乙烯树脂为无色透明体，供应状态常为白色粉末。

有良好的着色性能，密度为1.4g/cm3。

由于具有有较高的氯．故具有耐燃自熄的特性。

聚氯乙烯大分子链含有极性的氯原子，分子间的作用力比聚乙烯大，强度和硬度都比聚乙烯略大。

聚氯乙烯在65-85℃时就开始软化，150-170℃则呈熔融状态，190℃以上分解并放出有毒的氯化氢。

聚氯乙烯具有良好的介电性能．但随着温度的上升和频率的增高，介电性能变差。

故只能用于创造室温使用的低频电器元件，如民用电器插座、插头和开关等。

聚氯乙烯具有良好的化学稳定性，能耐许多化学药品的腐蚀。

常温能耐一定浓度的盐酸、硫酸、硝酸和氢氧化钠，厂泛用于制造化工容器和运输管道。

聚丙烯：

聚丙烯的代号为PP，分了结构式为：

从分子结构式可以看出，在聚丙烯的分子链上每隔一个碳原子就连接一个甲基基团。

聚丙烯的密度为0.90-0.91g/cm3．是常用塑料中密度最小的品种。

聚丙烯具有良好的耐热性，在无外力作用的环境中加热至150℃也不变形。

故聚丙烯可在水中煮沸，可以制作需经煮沸消毒的医疗器械，如注射针筒等。

聚丙烯的许多力学性能如拉伸强度、屈服强度、压缩强度、硬度和弹性模量等都优于低压聚乙烯。

可作为许多机械零件的材料，如齿轮、法兰、风扇叶轮和小型壳体等。

聚丙烯还具有良好的电绝线性、化学稳定性和成型工艺性，可用于制作电器元件、化工管道、容器和家用电器零件等。

聚丙烯遇火容易燃烧，使用时应予以注意。

聚苯乙烯：

聚苯乙烯代号为PS，分子结构式为：

聚苯乙烯密度为1.04-1.16g/cm3，比聚氯乙烯小而大于聚乙烯和聚丙烯。

聚苯乙烯遇火会自燃。

聚苯乙烯的主链上带有结构庞大的苯环，柔顺性差，质硬脆，抗冲击性差，敲打时发出类似金属的声音。

聚苯乙烯具有良好的可塑流动性及较小的成型收缩率，是成型工艺性最好的塑料品种之一，容易制造形状复杂的制品。

聚苯乙烯无色透明，透光性能仅次于有机玻璃，容易着色，常用于制造要求透明或颜色鲜艳的制品，如各种灯罩、光学仪器零件等。

聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮湿环境中形状和尺寸的变化很小，适于制造要求尺寸稳定的制品如仪表壳体等。

聚苯乙烯具有优良的电绝缘件能，尤其是在高频条件下介电损耗仍然很小，是优良的高频绝缘材料。

ABS塑料：

ABS塑料是一种三元共聚物。

由丙烯腊（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体组成，兼有三种组分的优点，而且三种组分的比例可按需要任意调整，以便塑料具有所需的性能。

ABS塑料的分子结构式为

ABS塑料是在树脂连续相中分布着橡胶相。

丙烯脂是ABS塑料具有高的硬度、良好的耐蚀性和耐热性；丁二烯使其具有高的韧性和低温弹性；苯乙烯则使ABS塑料具有良好的成型工艺性、着色性和刚性。

ABS塑料的密度为1.02-1.08g/cm3，吸水率很小，但遇火会燃烧。

除了可调整三种组分的比例以获得不同性能外，还可加入不同的添加剂，制成通用级、中冲击级、高冲击级、低温冲击级、阻燃级、电镀级、透明级和自熄级等品种的ABS塑料。

ABS塑料具有优良的综合性能，即优良的力学性能、电绝缘性、化学稳定性、成型工艺性。

ABS塑料着色性能很好。

ABS塑料另—个重要特点是表面可电镀、喷漆、印刷、真空镀膜和绘画。

目前ABS塑料除了用于制造多种机械零件外，在家用电器中得到非常广泛的应用，如电视机、收音机、洗衣机、电冰箱等的壳体及电镀旋钮，电话机壳体、听筒、孔盘及一些仪表壳体等。

聚酰胺（PA）：

聚酰胺是大分子链中含有酰胺基团的高分子聚合物制成的塑料的总称，包含若赶品种。

不同品种的聚酰胺其性能有一定的差别。

聚酰胺的代号为PA，俗称尼龙（尼龙66纤维织物也称锦纶）。

聚酰胺是最先用作工程塑料的品种之一。

聚酰胺属线型高分子聚合物，酰胺基团上的氢能与另一个大分子中酰胺基团上给出电子的羰基结合成作用力很大的氢链。

因此，聚酰胺大分子与大分子之间存在很大的作用力，以至于使聚酰胺的聚集念形成晶态结构，成为结晶聚合物，并使聚酰胺具有较高的机械强度和明显的熔点。

不同品种的聚酰胺，氢键的密度（即相同分子链长度的氢键个数）是不同的，故机械强度也不同。

尼龙-6和尼龙-66的氢键最密，故其强度最好。

随着分子链中碳原子的增加，强度逐渐降低。

聚酰胺的吸水性较大，而且吸水后会发生体积膨胀，影响制品的尺寸精度。

分子链中的次甲基（CH2）基团是疏水基团，随着（CH2）基团数量增加，吸水率降低。

尼龙-6吸水率最大，24小时的吸水率为2％；而尼龙-1010为0.39％，尼龙-12为0.25％。

聚酰胺除了具有较高的强度外，还具有摩擦系数小和良好的自润滑性，可在少润滑和无润滑的条件下作摩擦材料使用。

适用于制作不允许润滑油污染的纺织与食品机械的零件，如齿轮、轴承、轴套等。

聚酰胺还具有耐油、耐溶剂和耐稀酸的作用，但不耐浓酸。

由于聚酰胺的耐热温度不高，而且吸湿性大，故应避免在高温和高湿度的环境中使用。

聚四氟乙烯：

聚四氟乙烯是氟塑料的一个品种，密度约2.15g/cm3，聚四氛乙烯的代号为PTFE，分子结构式为

大分子链的侧基是原子直径很小的氟，故聚四氟乙烯是结晶度很高的结晶型聚合物。

聚四氛乙烯有两个显著特点，一是耐蚀性极好．二是摩擦系数极小。

聚四氟乙烯在任何浓度的强酸、强碱和强氧化剂中都不被腐蚀，即使在高温状态下也一样，其化学稳定性超过玻璃、陶瓷和不锈钢，故聚四氛乙烯有“塑料王”之称。

聚四氟乙烯的摩擦系数仅为0.04，且动、静摩擦系数相近，是摩擦系数最小的固体材料之一。

聚四氟乙烯还具有良好的自润滑性．即使在无润滑条件下使用，也仍具有优良的摩擦性能。

聚四氟乙烯因其侧基原子无极性，其吸湿性极低，在潮湿环境中仍能保持良好的电绝缘性。

此外，聚四氟乙烯的使用温度范围很广，可在-180℃-260℃的范围内长期使用。

聚四氟乙烯的缺点是力学性能较差，虽然聚四氟乙烯属热塑性塑科，但加热时不出现粘流态，故聚四氟乙烯不能注射成型，一般都采用压制成型。

聚四氟乙烯主要用作减摩密封材料，塑料轴承改性材料，化工设备中的耐蚀材料和高频、潮湿环境中的绝缘材料。

聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）：

聚甲基丙烯酸甲酯是应用很广泛的塑料，其分子结构式为，代号为PMMA，最突出的特点是具有很高的透明性。

透光率达92％-95％，无机玻璃的透光率只有88％。

聚甲基丙烯酸甲酯分子链上带有极性基团，稍长支链线型聚合物。

与无机玻璃相比，有机玻璃的主要优点是密度小（1.18g/cm3），质轻而又富有韧性．抗拉强度和弯曲强度都比无机玻璃好，受冲击不易破碎，加入荧光粉或珍珠粉可以制成色彩鲜艳的制品。

有机玻璃的主要缺点是硬度较低，容易被外界硬物擦伤起毛，遇火容易燃烧。

日前有机玻璃主要作透明材料使用，在飞机、汽车、灯具、医疗仪器和美化装饰等行业中大量应用。

三、注塑成型过程

金属粉末注射成形的基本工艺步骤：

首先是选择符合MIM要求的金属粉末和黏结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和黏结剂混合成均匀的注射成形喂料，经制粒后在注射成形机上注射成形，获得的成形坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终产品。

金属注射成形的基本工艺过程可分为四个阶段，即喂料制备、注射成形、脱脂和烧结。

3.1、喂料准备

喂料制备包括几个独立的步骤，即原料粉末的预混合、粘结剂的制备、粉末/黏结剂喂料的混炼、喂料制粒。

这一阶段MIM工艺与传统塑料注射成形工艺最大的区别在于采用金属或陶瓷粉末作为原料，由于粉末本身的流动性不好，所以需要加入大量粘结剂来增强流动性，带动粉末成形。

预混合好的粉末需与粘结剂在一定的温度下混炼成均匀的、具有流动性的喂料，然后制成大小均一的颗粒作为原料喂入注射成形机。

混炼是将金属粉末与粘结剂混合得到均匀喂料的过程。

由于喂料的性质决定最终注射成形产品的性能，所以混炼这一工艺步骤非常重要。

尽管喂料的混炼过程是最重要的关键步骤之一，但由于这一过程相对来说是在比较简单的设备中完成的，因而被理所当然地认为是—个简单的过程，特别是在金属注射成形过程中更是如此。

造成这种混合过程基础研究相对薄弱的另一个因素是，人们普遍认为只要有足够的混合时间，均匀性是可以保证的，这是不完全正确的经验认识。

事实上与喂料有关的混合过程本质上是非常难于分析的，这牵涉到粘结剂和粉末加入的方式和顺序、混炼温度、混炼装置的特性、混合机制的热力学和动力学等多种因素。

这一工艺步骤目前一直停留在依靠经验摸索的水平上．最终评价混炼工艺好坏的—个重要指标就是所得到的喂料的均匀性和一致性。

喂料表示一种粉末与粘结剂之间的一种平衡关系，两者之间适当的比例是决定以后注射成形成败的关键。

喂料设计应考虑注射成形的难易以及达到对最终尺寸的控制要求：

使用低分子量的粘结剂，可以减少粘度，易于成形；粘结剂过多虽然可减少喂料的粘度．但不能使颗粒间充分接触，脱脂后变形严重，甚至导致塌陷，如果粘结剂太少．喂料的粘度高，容易生成孔隙，给注射带来困难，同时脱脂后孔隙会导致产品开裂。

粘结剂加入的标准应是使粉末颗粒间发生点接触，粉末颗粒在没有外界压力的情况下粘在一起，中间的空隙全部被粘结剂填充。

装载量是评价喂料的一个重要指标。

装载量工业上一般使用质量分数来衡量。

如果要获得体积比为60％的喂料（其中粘结剂密度和粉末密度分别为1.0和7.5g/cm3）．需要91.8％（质量分数）的粉末和8.2%（质量分数）的粘结剂。

合格的喂料应该是粉末在粘结剂中均匀分布，不能团聚或是有孔隙，喂料的分布不均匀会导致粘性不一致，不利于成形和烧结。

如果粉末颗粒小或是形状不规则则混合时间要K一些，以便达列均匀混合，但是随着混炼时间的增加，混合料的均匀性虽然增加，但污染却会变严重，因此这是要求混炼时间短的一个重要原因。

出此，均匀混合要做到以下几步：

先加热粘结剂：

混合时，应将表面处理过的粉末加入熔化的粘结剂中．液态粘结剂通过毛细作用进入粉末颗粒团聚中．将导致粉末颗粒间润滑和颗粒团聚持续的分解，持续的团聚分解和保持混合均匀性都要求有剪切力，一些结实的颗粒团聚用一般大小的剪切力破坏不掉，此时使用化学处理的效果要好一些：

3.2、注射成形

这一阶段完全不同于传统冶金的压制成形，而是类似于塑料工业中的成形工艺。

注射过程是指在一定压力和温度下，在柱塞或螺杆的推动下，将具有流动性和温度均匀性的喂料熔体注入模腔．而后充满型腔，熔体在控制条件下凝固冷却成形，直至注射坯从模腔中脱出为三维精致复杂形状和结构的过程。

根据各种喂料的特性，一般在成形前应对喂料进行外观（指喂料颗粒大小及均匀性等）和工艺性能（流变学特性、热性能及收缩率）的检验，注射过程开始前，螺杆速率和料筒内的压力已定．横具紧闭。

顶针收缩。

注射开始后喷嘴紧靠流道，螺杆向前推进。

此时螺杆前端的锁环档圈是紧闭的，以保证喂料受压后挤出料筒．填充模腔：

当料筒前端有足够喂料填充到模腔中时，螺杆停止转动。

最理想的充模过程是喂料沿模壁逐渐填充模腔。

注射厚坯件要求螺杆推进速度快，薄件则反之：

充模速率太大导致喷射，出现气泡、焊纹或不完全填充（空气无法逃逸）等现象产生。

大的注射压力和充模速率、喂料粘度低都是导致喷射产生的原因，因此一定要避免。

但充模速度太慢会导致喂料冷却过早，产生不完全填允，这就是短射；对喂料温度的控制不当也会产生此类现象。

当螺杆到达顶端喷嘴处后，对喂料进行施压的过程为保压过程，它是喂料在模具中受机器控制的最后一个阶段。

当模腔内的压力增大时，喂料的流动速率下降：

当喂料冷却时，充模过程就结束了。

当浇口凝固时，一些剩余的喂料可能会发生倒流．这是不希望发生的。

当浇口的喂料硬化后，可以撤除外压．但在浇口处刚发生硬化时，喂料冷却体积减小，因此需维持一段时间的注射压力，否则会出现密度梯度和表面缩孔。

混合料在模腔中的冷却时间与坯件厚度有关，越厚的坯件冷却时间越长；微型坯件的成形相当困难，因为它们冷却快，且在薄处流动缓慢。

为此可在保压过程中将压力增到100Mpa，使喂料填充每个角落，但是这样会加快模具和喷嘴的磨损。

注射成形的最后一步是将成形坯从模具中取出。

坯件尺寸和形状不同，冷却速率也不同开模温度取决于喂料何时开始硬化，它应当低于坯件脱模时维持其形状的临界温度．其最低值由模具冷却系统决定。

同样，开模压力必须小于成形坯能脱模而不粘模所需的最大压力。

开模压力和温度有一定范围，不能出现变形、粘模、划伤模具及形成表面缩孔或凹陷。

3.3、脱脂

脱脂属于粉末注射成形工艺独有的步骤，因为在这一阶段要从坯块中脱除约30%~50%（体积分数）的粘结剂，完全不同于传统粉末