粉末注射成形——材料、性能、設計與套用

《粉末注射成形——材料、性能、設計與套用》是機械工業出版社於2011年8月出版的一本圖書，作者是日爾曼（German,R.M.），宋久鵬。

基本介紹

• 中文名：粉末注射成形——材料、性能、設計與套用
• 出版日期：2011年8月
• 出版社：機械工業出版社
• 圖書類別：材料成形

出版信息

書名：粉末注射成形——材料、性能、設計與套用

書號：978-7-111-34813-9

作者：（美）日爾曼（German,R.M.） （中）宋久鵬 著

頁數：312頁

字數：391千字

定價：43.00元

內容簡介

本書系統地介紹了粉末注射成形（Powder Injection Molding, PIM）的材料、性能、設計和套用方面的知識，內容包括PIM技術的概述，產品設計，模具設計及工序能力分析，粉末材料與產品性能，後續加工，成本控制，套用與市場，PIM相關新技術，產品實例與要點分析，PIM工業的相關信息等。

本書既是關於PIM現狀的總結報告，也提供了大量可供參考的相關數據。書中許多表格、圖形、實例研究、性能參數的匯總均以獨立形式編寫，可以根據需要直接查閱。本書總結了PIM基礎研究和商業化生產經驗中的大量知識，講解了如何設計和最佳套用PIM工藝，對PIM的套用有很強的參考價值。本書適合從事粉末冶金、金屬材料、陶瓷材料、複合材料、機械製造等領域的工程技術和科研人員參閱，也可作為材料學、材料加工、成形製造等專業大中專院校師生的教材或參考書。

前言

粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）讓設計人員可以將塑膠注射成形的低成本特性和金屬、陶瓷、金屬玻璃以及其他耐久性材料的性能和工程特性結合起來。本書將PIM的材料、性能、設計和套用相關的知識組織起來，以便能最好地套用該新興的零件淨成形技術。

早期關於PIM設計過程的思考是為了簡化生產，降低成本和提高產能。許多早期的PIM產品是供內部使用的零件，設計人員和生產人員屬於同一個機構，因此合作簡單。今天，粉末注射成形被廣泛使用，但生產很大程度上被外包到熟練的製造公司。不幸的是，這種合作的成熟使得構思產品性能的設計者和擁有工藝知識的製造人員之間產生了隔閡，本書所介紹的設計規則和套用數據可以消除此隔閡。當本書總結了從PIM基礎研究和商業化生產經驗中獲得的大量知識。本書包括材料、性質、公差、幾何限制、特徵、成本因素和為降低成本而進行的設計變化等方面的數據。此外，本書還包括新的材料成分、獲獎的產品設計以及工業方面的信息，如工業組織、標準、測試程式和檢驗協定等。

本書由以下四個主要部分組成：介紹性材料（第1～2章），設計細節（第3～6章），成本—套用細節（第7～10章），工業信息（第11章）。書中的附錄是對正文中概念的補充。本書既是關於PIM現狀的報告，也提供了大量可供參考的相關數據。書中許多表格、圖形、實例研究、性能參數均以獨立形式編寫，可以根據需要直接查閱。我們期望這本書通過講解如何設計和最佳套用PIM工藝，能有助於也PIM技術的推廣套用及發展。

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

1.1.2PIM概述

1.1.3PIM的發展歷程

1.1.4PIM的科研工作

1.1.5PIM的技術劃分

1.1.6重要術語

1.2工藝的優越性

1.2.1PIM的顯著特點

1.2.2PIM與模壓比較

1.2.3PIM與注塑的關係

1.2.4工藝的柔性化程度

1.2.5PIM的適用場合

1.3PIM的主要工序

1.3.1餵料製備

1.3.2注射

1.3.3熱加工

1.3.4工程設計需要考慮的方面

1.4PIM與其他淨成形工藝的比較

1.4.1加工能力

1.4.2成本因素

1.4.3競爭優勢分析

參考文獻

第2章產品和工藝的概念設計

2.1設計的過程

2.1.1設計的動機

2.1.3提升質量和降低成本的方法

2.1.3利用PIM的優點

2.2PIM產品的初步識別

2.3可選用的材料

2.4產品的性能以及與其他工藝的比較

2.4.1物理、化學和熱力學特性方面的比較

2.4.2力學性能的比較

2.4.3熱學性能的比較

2.4.4耐腐蝕和耐磨性能的比較

2.4.5電學和磁學性能的比較

2.5幾何特性

2.6設計決策的要點

參考文獻

第3章產品的幾何設計

3.1概述

3.2PIM在幾何方面的加工能力

3.3形狀及幾何尺寸的設計要點

3.3.1肋、腹板和壁的厚度

3.3.2孔和芯

3.3.3螺紋和表面特徵

3.3.4伸出體和凸台

3.3.5倒扣

3.3.6轉角和倒角半徑

3.3.7錐度和拔模角

3.4針對PIM工藝進行設計

3.5設計指數的概念

參考文獻

第4章模具設計與工序能力分析

4.1產品的特徵及其組合

4.2尺寸公差與精度

4.3尺寸公差的分配

4.4模具的基礎知識

4.4.1模具設計

4.4.2模具的運動

4.4.3模具製造

4.5產品試製及模具

4.6工藝過程的建模

參考文獻

第5章粉末材料與產品性能

5.1概述

5.2可燒結粉末的化學成分

5.2.1材料的可得性

5.2.2粉末的特性

5.2.3粉末和餵料銷售商

5.2.4常用PIM粉末的標準化學成分

5.3材料的選擇過程

5.4電學性能

5.5環境屬性——生物相容、腐蝕和氧化特性

5.6慣性、密度和彈性特性

5.7磁學性能

5.8力學性能

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、衝擊和疲勞特性

5.8.4高溫特性

5.9光學性能

5.10熱學性能

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供應商之間的差異

5.13典型的微觀結構

5.14材料成本的考慮

參考文獻

第6章PIM產品的後續加工

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連線

6.6表面處理

6.7檢驗

6.7.1質量檢驗

6.7.2定量技術

6.7.3無損檢測

6.8總結

參考文獻

第7章產品開發過程中的成本控制

7.1生產經濟性和關鍵成本因素

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餵料成本

7.1.5模具成本

7.1.6注射成本

7.1.7脫脂成本

7.1.8燒結成本

7.1.9後續加工、檢驗和包裝成本

7.2改變設計以降低工藝成本

7.3模具使用壽命因素

7.4設備成本和折舊

7.5生產訂單大小因素

7.6公差要求對成本的影響

7.7成本計算

7.8採購過程

7.9產量與產能

參考文獻

第8章PIM的套用和市場分析

8.1PIM的套用概述

8.2PIM的市場

8.2.1工業的發展

8.2.2工業的分類

8.2.3市場的分類

8.3套用領域舉例

8.3.1航空航天

8.3.2汽車

8.3.3商業機器

8.3.4鑄造和熔煉工業

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工業零件和工具

8.3.15工具儀表和感測器

8.3.16珠寶

8.3.17照明

8.3.18醫療

8.3.19微電子和光電

8.3.20油田和採礦

8.3.21運動器材

8.3.22電信

8.3.23手錶

8.4未來可能的套用

8.4.1新興的材料

8.4.2新興的套用

8.4.3工業的變化

參考文獻

第9章PIM相關的新技術

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大尺寸結構

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採用混合粉末的耐磨複合材料

9.2.2高彈性模量的金屬陶瓷

9.2.3異質微觀結構

9.2.4通過氣氛穩定材料的化學成分

9.2.5生物相容材料

9.2.6預成形件熔滲

9.2.7粘結材料

9.3新的產品

9.3.1有芯或中空的結構

9.3.2控制孔隙度的結構

9.3.3各向異性回響的結構

9.4新的套用

參考文獻

第10章產品實例及其要點分析

10.1概述

10.2實例研究

10.2.1氣囊觸發零件

10.2.2活體檢查儀器

10.2.3鑽頭夾持器

10.2.4燃燒室蓋

10.2.5鑄造型芯

10.2.6手機轉向節

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巡航控制感測器安裝座

10.2.11硬碟驅動器的磁性鎖

10.2.12模組化鑽尖

10.2.13立銑刀

10.2.14抽取噴嘴

10.2.15光纖連線器

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奢侈手錶表鏈

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針驅動器和末端U形夾

10.2.31光收發器外殼

10.2.32牙科正畸托槽

10.2.33氧感測器

10.2.34紙張打孔沖頭

10.2.35泵體

10.2.36後瞄準器基底和滑塊

10.2.37步槍扳機護弓

10.2.38轉動感測器

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轉向系統的U形夾

10.2.44手術剪刀

10.2.45手術吻合器

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渦輪增壓器轉子

10.2.51可變氣閥搖臂

10.2.52酒瓶塞

10.2.53手錶座

參考文獻

第11章PIM工業結構和企業運營

11.1工業的特點

11.2工業結構及其劃分

11.2.1工業的成熟

11.2.2四種層次的比較

11.2.3附設生產和用戶定製生產

11.3財務方面的比較

11.4地理上的分布

11.5材料上的分布

11.6銷售和供應商的基本情況

11.7相對銷售業績

11.8增長預測

11.9PIM企業的常見錯誤概念

11.10PIM企業的常見問題

11.11PIM企業的最佳實踐

11.12PIM企業採用的規範和標準

11.12.1質量標準

11.12.2材料標準

11.12.3產品標準

11.12.4測試標準

11.12.5測試目的

11.13其他有用信息

11.13.1PIM的重要論文

11.13.2PIM的重要專利

11.13.3PIM有關的會議

參考文獻

附錄

附錄A模具的製造材料與特性

附錄B粉末生產、粉末特徵以及粉末和餵料的供應商

附錄C後續加工與檢驗

附錄D模具的成本計算

附錄E零件的成本計算

附錄F質量計畫框架