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出版社：机械工业出版社

图书类别：材料成形

书名：粉末注射成形——材料、性能、设计与应用

书号：978-7-111-34813-9

作者：（美）日尔曼（German,R.M.） （中）宋久鹏 著

出版日期：2011年8月

开本：B5

页数：312页

字数：391千字

定价：43.00元

内容简介

本书系统地介绍了粉末注射成形（Powder Injection Molding, PIM）的材料、性能、设计和应用方面的知识，内容包括PIM技术的概述，产品设计，模具设计及工序能力分析，粉末材料与产品性能，后续加工，成本控制，应用与市场，PIM相关新技术，产品实例与要点分析，PIM工业的相关信息等。

本书既是关于PIM现状的总结报告，也提供了大量可供参考的相关数据。书中许多表格、图形、实例研究、性能参数的汇总均以独立形式编写，可以根据需要直接查阅。本书总结了PIM基础研究和商业化生产经验中的大量知识，讲解了如何设计和最佳应用PIM工艺，对PIM的应用有很强的参考价值。本书适合从事粉末冶金、金属材料、陶瓷材料、复合材料、机械制造等领域的工程技术和科研人员参阅，也可作为材料学、材料加工、成形制造等专业大中专院校师生的教材或参考书。

前言

粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）让设计人员可以将塑料注射成形的低成本特性和金属、陶瓷、金属玻璃以及其他耐久性材料的性能和工程特性结合起来。本书将PIM的材料、性能、设计和应用相关的知识组织起来，以便能最好地应用该新兴的零件净成形技术。

早期关于PIM设计过程的思考是为了简化生产，降低成本和提高产能。许多早期的PIM产品是供内部使用的零件，设计人员和生产人员属于同一个机构，因此合作简单。今天，粉末注射成形被广泛使用，但生产很大程度上被外包到熟练的制造公司。不幸的是，这种合作的成熟使得构思产品性能的设计者和拥有工艺知识的制造人员之间产生了隔阂，本书所介绍的设计规则和应用数据可以消除此隔阂。当本书总结了从PIM基础研究和商业化生产经验中获得的大量知识。本书包括材料、性质、公差、几何限制、特征、成本因素和为降低成本而进行的设计变化等方面的数据。此外，本书还包括新的材料成分、获奖的产品设计以及工业方面的信息，如工业组织、标准、测试程序和检验协议等。

本书由以下四个主要部分组成：介绍性材料（第1～2章），设计细节（第3～6章），成本—应用细节（第7～10章），工业信息（第11章）。书中的附录是对正文中概念的补充。本书既是关于PIM现状的报告，也提供了大量可供参考的相关数据。书中许多表格、图形、实例研究、性能参数均以独立形式编写，可以根据需要直接查阅。我们期望这本书通过讲解如何设计和最佳应用PIM工艺，能有助于也PIM技术的推广应用及发展。

目录

前言

致谢

作者简介

第1章粉末注射成形（PIM）简介

1.1金属和陶瓷粉末注射成形概述

1.1.1本书的宗旨

1.1.2PIM概述

1.1.3PIM的发展历程

1.1.4PIM的科研工作

1.1.5PIM的技术划分

1.1.6重要术语

1.2工艺的优越性

1.2.1PIM的显著特点

1.2.2PIM与模压比较

1.2.3PIM与注塑的关系

1.2.4工艺的柔性化程度

1.2.5PIM的适用场合

1.3PIM的主要工序

1.3.1喂料制备

1.3.2注射

1.3.3热加工

1.3.4工程设计需要考虑的方面

1.4PIM与其他净成形工艺的比较

1.4.1加工能力

1.4.2成本因素

1.4.3竞争优势分析

参考文献

第2章产品和工艺的概念设计

2.1设计的过程

2.1.1设计的动机

2.1.3提升质量和降低成本的方法

2.1.3利用PIM的优点

2.2PIM产品的初步识别

2.3可选用的材料

2.4产品的性能以及与其他工艺的比较

2.4.1物理、化学和热力学特性方面的比较

2.4.2力学性能的比较

2.4.3热学性能的比较

2.4.4耐腐蚀和耐磨性能的比较

2.4.5电学和磁学性能的比较

2.5几何特性

2.6设计决策的要点

参考文献

第3章产品的几何设计

3.1概述

3.2PIM在几何方面的加工能力

3.3形状及几何尺寸的设计要点

3.3.1肋、腹板和壁的厚度

3.3.2孔和芯

3.3.3螺纹和表面特征

3.3.4伸出体和凸台

3.3.5倒扣

3.3.6转角和倒角半径

3.3.7锥度和拔模角

3.4针对PIM工艺进行设计

3.5设计指数的概念

参考文献

第4章模具设计与工序能力分析

4.1产品的特征及其组合

4.2尺寸公差与精度

4.3尺寸公差的分配

4.4模具的基础知识

4.4.1模具设计

4.4.2模具的运动

4.4.3模具制造

4.5产品试制及模具

4.6工艺过程的建模

参考文献

第5章粉末材料与产品性能

5.1概述

5.2可烧结粉末的化学成分

5.2.1材料的可得性

5.2.2粉末的特性

5.2.3粉末和喂料销售商

5.2.4常用PIM粉末的标准化学成分

5.3材料的选择过程

5.4电学性能

5.5环境属性——生物相容、腐蚀和氧化特性

5.6惯性、密度和弹性特性

5.7磁学性能

5.8力学性能

5.8.1金属材料的拉伸性能

5.8.2陶瓷材料的断裂强度

5.8.3断裂韧度、冲击和疲劳特性

5.8.4高温特性

5.9光学性能

5.10热学性能

5.10.1熔点和比热容

5.10.2热管理性能

5.11磨损特性

5.12供应商之间的差异

5.13典型的微观结构

5.14材料成本的考虑

参考文献

第6章PIM产品的后续加工

6.1概述

6.2变形工序

6.2.1冷变形

6.2.2热变形

6.3机加工

6.4热处理

6.5连接

6.6表面处理

6.7检验

6.7.1质量检验

6.7.2定量技术

6.7.3无损检测

6.8总结

参考文献

第7章产品开发过程中的成本控制

7.1生产经济性和关键成本因素

7.1.1概述

7.1.2其他竞争性的工艺

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脱脂成本

7.1.8烧结成本

7.1.9后续加工、检验和包装成本

7.2改变设计以降低工艺成本

7.3模具使用寿命因素

7.4设备成本和折旧

7.5生产订单大小因素

7.6公差要求对成本的影响

7.7成本计算

7.8采购过程

7.9产量与产能

参考文献

第8章PIM的应用和市场分析

8.1PIM的应用概述

8.2PIM的市场

8.2.1工业的发展

8.2.2工业的分类

8.2.3市场的分类

8.3应用领域举例

8.3.1航空航天

8.3.2汽车

8.3.3商业机器

8.3.4铸造和熔炼工业

8.3.5计算机

8.3.6切削刀具

8.3.7国防

8.3.8牙科

8.3.9电气和电子零件

8.3.10枪械

8.3.11手动工具

8.3.12五金器具

8.3.13家庭和个人用品

8.3.14工业零件和工具

8.3.15工具仪表和传感器

8.3.16珠宝

8.3.17照明

8.3.18医疗

8.3.19微电子和光电

8.3.20油田和采矿

8.3.21运动器材

8.3.22电信

8.3.23手表

8.4未来可能的应用

8.4.1新兴的材料

8.4.2新兴的应用

8.4.3工业的变化

参考文献

第9章PIM相关的新技术

9.1新的工艺

9.1.1生坯的加工和装配

9.1.2两种材料的注射成形

9.1.3气辅和水辅注射成形

9.1.4气动等静压锻造

9.1.5大尺寸结构

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复合材料

9.2.2高弹性模量的金属陶瓷

9.2.3异质微观结构

9.2.4通过气氛稳定材料的化学成分

9.2.5生物相容材料

9.2.6预成形件熔渗

9.2.7粘结材料

9.3新的产品

9.3.1有芯或中空的结构

9.3.2控制孔隙度的结构

9.3.3各向异性响应的结构

9.4新的应用

参考文献

第10章产品实例及其要点分析

10.1概述

10.2实例研究

10.2.1气囊触发零件

10.2.2活体检查仪器

10.2.3钻头夹持器

10.2.4燃烧室盖

10.2.5铸造型芯

10.2.6手机转向节

10.2.7手机振子

10.2.8离心式供给管

10.2.9摺篷汽车的车顶夹子

10.2.10巡航控制传感器安装座

10.2.11硬盘驱动器的磁性锁

10.2.12模块化钻尖

10.2.13立铣刀

10.2.14抽取喷嘴

10.2.15光纤连接器

10.2.16光纤弯曲工具

10.2.17光纤插芯

10.2.18燃油流量调整器

10.2.19燃气轮机叶轮

10.2.20装配了齿轮的轴

10.2.21变速器排挡手柄

10.2.22电子仪器组件上的玻璃和金属间的封装

10.2.23喷射旋转翼

10.2.24陶瓷金卤灯电弧管

10.2.25锁具零件

10.2.26奢侈手表表链

10.2.27弹匣解脱柄

10.2.28金属切削刀片

10.2.29射钉枪挡板

10.2.30针驱动器和末端U形夹

10.2.31光收发器外壳

10.2.32牙科正畸托槽

10.2.33氧传感器

10.2.34纸张打孔冲头

10.2.35泵体

10.2.36后瞄准器基底和滑块

10.2.37步枪扳机护弓

10.2.38转动传感器

10.2.39保险按钮

10.2.40喷淋阀门

10.2.41螺线管阀体

10.2.42喷嘴

10.2.43转向系统的U形夹

10.2.44手术剪刀

10.2.45手术吻合器

10.2.46餐具

10.2.47茶杯

10.2.48牙刷齿轮

10.2.49修剪器刀片

10.2.50涡轮增压器转子

10.2.51可变气阀摇臂

10.2.52酒瓶塞

10.2.53手表座

参考文献

第11章PIM工业结构和企业运营

11.1工业的特点

11.2工业结构及其划分

11.2.1工业的成熟

11.2.2四种层次的比较

11.2.3附设生产和用户定制生产

11.3财务方面的比较

11.4地理上的分布

11.5材料上的分布

11.6销售和供应商的基本情况

11.7相对销售业绩

11.8增长预测

11.9PIM企业的常见错误概念

11.10PIM企业的常见问题

11.11PIM企业的最佳实践

11.12PIM企业采用的规范和标准

11.12.1质量标准

11.12.2材料标准

11.12.3产品标准

11.12.4测试标准

11.12.5测试目的

11.13其他有用信息

11.13.1PIM的重要论文

11.13.2PIM的重要专利

11.13.3PIM有关的会议

参考文献

附录

附录A模具的制造材料与特性

附录B粉末生产、粉末特征以及粉末和喂料的供应商

附录C后续加工与检验

附录D模具的成本计算

附录E零件的成本计算

附录F质量计划框架