金属粉末注射成型技术在轻武器上的应用研究

2022-03-24 09:25:54 | 浏览次数：

前言

金属粉末注射成型（MIM）技术是一门集塑料成型工艺学、粉末冶金工艺学和金属材料学等学科于一身的新兴制造技术，是将金属粉末通过注射成型，从而得到精度高、形状复杂的构件的工艺过程。

MIM技术是由美国加州一家公司于1973年发明的，80 年代初欧洲许多国家以及日本也都花费很大精力投入此项研究，并迅速得到推广。特别是80年代中期，MIM技术实现了产业化，发展更为突飞猛进。到目前为止，全球已有百余家公司从事该项技术的产品开发、研制与销售工作，MIM技术也因此成为新型制造领域最为活跃的前沿技术，被誉为“当今国际上最热门的零部件成型技术”。国外的轻武器零件中，大量采用了MIM技术，如新制造的柯尔特M1911手枪上的扳机、保险、照门等零部件。由于该技术可加工出形状复杂、结构奇特、体积小、精度高的零件，因此在兵器制造行业中有着非常广阔的前景。

１　MIM技术在我国兵器行业的实际应用

我国20世纪80年代中期开始研究开发粉末注射成型技术，最早应用在航天航空、机械电子等行业，兵器行业的研究开发起步较晚。

2000年3月开始，重庆长风机器厂与五三所、金珠公司、中南大学和英捷公司一起联合对92式9mm手枪５个形状复杂的零件（保险、击锤簧座、枪管套、照门、扳机）采用MIM 技术制造进行技术攻关。2001年11月其小批量产品正式通过了国家靶场的综合寿命试验、环境试验、互换性试验和安全性试验，试验证明用MIM技术制造的零部件综合性能可满足国军标要求，适用于兵器行业。

另外，“九五”期间，我国在箭弹技术研究过程中，运用MIM技术制造箭体与尾翼，并通过烧结工艺使箭体与尾翼结合在一起，提高了箭弹的尺寸一致性、对称性及强度。在箭弹长度尺寸较原来减小的情况下，质量却没有减少，使箭弹的质心前移，从而增加了箭弹的稳定性，增强了箭弹的抗干扰能力。

2　工艺过程、难点及注意事项

2.1　工艺过程

该工艺的基本过程是：将金属粉末与高分子粘结剂充分混合，并加入润滑剂，在一定的温度下混炼成均匀的粘塑性流体，并制成粒料，再通过注射机将粒料注射成具有零件形状的坯件，经脱脂处理脱除坯件中粘结剂，然后进行烧结使坯件内部高度致密，制成各种形状复杂的零部件。对于尺寸要求较高的零部件，还需进行必要的机械加工。

2.2　粉末原材料的选择

MIM技术首先考虑的是材料成分的选择，考虑到枪械零件的受力状况和金属注射成型材料性能的特点，确定一般受力件采用铁镍合金即可，受疲劳应变及冲击应力大的零件（如保险），可用以羰（音t ng）基铁等为原料的马氏体时效钢，跌落试验证明效果很好。

2.3　模具设计及尺寸控制

枪械零件尺寸精度比较高，一般都要求在0.01～0. 05mm左右，合理确定零件收缩率与模具型腔尺寸很关键，这些都需要在实践中不断探索积累。

2.4　混料

9mm手枪的保险采用了“干混+湿混+挤出”工艺。

2.5　注射温度

注射温度最佳值为155℃。