一、项目简介

粉末注射成型（Powder Injection Molding，PIM）包括金属粉末注射成型（Metal Injection Molding，MIM）与陶瓷粉末注射成型（Ceramics Injection Molding，CIM）两部分，它是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术。它是将塑料注射成形技术引入到粉末冶金领域而形成的一种全新的零部件加工技术。PIM的基本工艺步骤是：首先选取目标粉末和黏结剂，然后在一定温度下，采用高速搅拌等方法将粉末和黏结剂混合成均匀的喂料，冷却制粒后再注射成形，获得毛坯，再经过脱脂处理后进行烧结，使之致密化成为最终成品，大部分产品还需要进行适当的后处理工艺，以获得要求的尺寸形貌或性能特点。

陶瓷粉末注射成型技术，由于它能生产复杂形状制品，且尺寸精度高，机加工量少，表面光洁，适合批量生产，成本低，因而成为当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术。这一陶瓷制备技术在氧化铝陶瓷生产中的应用尤其广泛。

    粉末注射成型特点

粉末注射成形能一次成形生产形状复杂的小型金属、陶瓷零部件。以往在传统加工技术中，对于复杂的零件，通常是先分别制作出单个零件，然后再组装；而在使用PIM技术时，可以考虑将几个部分整合成完整的一个零件进行生产，这样大大减少了生产步骤，简化了加工程序，减少时间，提高生产效率。总的来说，PIM有以下几点优点：

1、由于添加大量粘结剂，喂料流动性好，注射成型的坯件的致密度相当均匀，制品内部组织结构更均匀，产品性能更优异，产品尺寸精度高，表面光洁度好，一般不必进行再加工或只需少量精加工。

2、零部件几何形状复杂，制品各处密度均匀、尺寸精确度高，适于制造几何形状复杂、特征尺寸在0.1-10cm范围内、质量在0.2-200g之内及具有特殊要求的小型零件。

图 MIM制品

3、合金化灵活性好，对于过硬、过脆、难以切削的材料或原料，铸造时可避免零件偏析或污染，可降低制造成本。

4、产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密度可达98%-100%，可进行渗碳、淬火、回火等热处理。

5、适用材料范围宽，应用领域广，原材料利用率高，生产自动化程度高，工序简单，可连续大批量规模化生产。生产过程无污染，为清洁工艺生产。

6、成型周期短，仅为浇注、热压成型时间的几十分之一甚至几百分之一，生产过程中的管理和控制也很方便。

    粉末注射成型应用

在现阶段，粉末注射成型技术制造的产品有金属和陶瓷，但从销售额看来，半数以上是生产金属器件。CIM陶瓷制品和MIM金属制品两者的市场都很大，但陶瓷制品一般尺寸较大，利润较低，因此制造非氧化物陶瓷制品，如碳化硅，氮化硅，才会有利。

当前，PIM生产主要应用的领域有：

航空航天业：飞机宇航器轴承、火箭喷嘴、导弹尾翼、涡轮转子、叶片等。

汽车业：安全气囊组件、火花塞、点火控制锁部件、汽车发动机、涡轮增压器转子、座椅部件、刹车装置部件等。

电子业：电缆连接器、电子封装件、发热元件、手机振子、光导纤维导管、集成电路基板、SIM卡槽、计算机打印头等。

军工业：地雷转子、枪扳机、穿甲弹心、准星及准星座、弹头等。

日用品：表壳、表带、表扣、高尔夫球头和球座、文件装订打孔器、电动玩具零件、锁件及各种装饰部件等。

机械行业：异形铣刀、切削工具、电动工具部件、微型齿轮、铰链、螺丝螺母等。

医疗器械：牙矫形架、剪刀、镊子、手术刀、人工骨头、人工关节、假牙等。

图 PIM的应用

近几年又发展起来陶瓷的微注射成型(MicroInjectionMolding)新技术。由于结构陶瓷具有优异的力学、化学和耐高温特性，在微电子产业和微机电系统中许多微型部件(几十微米至1000微米)需采用结构陶瓷材料。相对于其它微加工技术，采用微注射成形将陶瓷或金属粉末一次成形得到各种形状的坯件，制造成本较低，效率高，因此已经成为最有应用前景的一种先进微成型制造技术。目前，一些氧化铝、氧化锆、氮化硅、锆钛酸铅、钛酸钡、羟基磷灰石以及氮化铝的微型陶瓷部件已由低压微注射成型法制成。

二、国内外发展现状

粉末注射成型技术出现于上世纪二十年代的汽车火花塞的制造。到了五十年代，研究人员用环氧树脂作为粘结剂试制了大量的金属，硬质合金和陶瓷制品，但当时在理论方面仍存在很大的欠缺，制粉、成型、烧结技术还不完善，此技术没有得到实际应用。可以说PIM工艺的发展实在七十年代Weich将热塑性粘结剂用于MIM行业，PIM工艺得到大步的发展。其中陶瓷粉末注射成型产品销售收入从八十年代的4500万美元到九十年代的4.2亿美元，并以每年20%-25%的速度增长。我国开始研究PIM始于八十年代末，由于外国的技术封锁，我国PIM行业发展缓慢，技术和设备与外国有很大的差距。目前全球范围内PIM发展比较成熟的有美国、欧洲和日本。

据了解，美国的圣戈班也在大力发展该项技术，2016年刚刚有相关的技术报道。其他国家还未见相关报道。

经过几年的研究，我们已经有了深厚的理论基础和实验经验，具备了产业化研究的基础。所以本项目的研究具有较高的科技水平，同时也会产生巨大的经济效益，随着技术的成熟和应用的拓展，应用领域将不断增加，具有很好的可持续性。

三、项目规划

达到一定生产规模所需设备（投资）：

市场开发（销售）：4-5人，生产10人，研发4-5人，产值2-8千万，毛利润800-4500万元。标准厂房：1000平方米。用电：600千瓦。