粉末注射成形：材料·性能·设计与应用

作者: [美] 日尔曼（Randall M.German）著 , 宋久鹏译

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2011-08

版次: 1

ISBN: 9787111348139

定价: 43.00

装帧: 精装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 298页

字数: 391千字

正文语种: 英语

分类: 工程技术

《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》系统地介绍了粉末注射成形（PowderInjectionMolding，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。
《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》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。《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》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。《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》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。
《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》著作权属于RandallMGerman和宋久鹏。作者保留所有权利。没有经过RandallMGerman和宋久鹏的书面授权，书中任何部分都不能以任何电子或机械的形式复制或传播，包括复印、记录、扫描以及任何形式的信息存储和检索系统。对于《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》中的信息和设计决策确认方法、性能映射和材料选择技术、成本和管理度量，作者拥有专有知识所有权，除单独购买外，不能传播、复制和使用。   Randall M.German是位于加利福尼亚州圣迭戈市的圣迭戈州立大学工程系副系主任，同时兼任机械工程教授。此前，他曾是三所大学的讲席教授，从事汽车、粉末冶金和工程材料基础问题方面的学术研究。Rand是宾夕法尼亚州州立大学的退休教授。他参与创办了12家公司，其中一些公司已经成功地将核心的PIM技术商业化了。他在加利福尼亚大学戴维斯分校获得材料科学博士学位，在俄亥俄州立大学和圣何塞州立大学分别获得科学硕士和学士学位。此外，他曾在Hartford研究中心和哈佛大学接受过管理强化培训。

  Randall M. German是美国材料信息学会(ASMInternational)和美国粉末冶金学会(APMIInternational)会士(Fellow)。他被授予的奖项有Nanyang教授职位、Tesla奖章、日本材料研究所讲师职位、宾州工程协会第一研究奖、加利福尼亚大学戴维斯分校杰出工程校友奖、圣何塞州立大学杰出奖以及日本金属研究所技术开发奖。已经发表论文900多篇、出版专著15本、编辑了19本书，拥有发明专利24项。主持了数个年度短期课程、研讨会和专题会议(包括自1990年以来每年和他人共同主持粉末注射成形研讨会)。他是几个组织的技术顾问或理事会成员。参与的研究项目范围广泛，包括电火花烧结、硬质材料、钛和钨加工方面的基础研究。

  宋久鹏，现工作于厦门虹鹭钨钼工业有限公司，负责粉末注射成形的研发。先后在法国ENSMM和荷兰Twente大学从事博士后研究，研究领域包括金属和陶瓷粉末的注射成形、陶瓷基复合材料、材料加工和材料特性的数值模拟。2007年获得法国Franche—Comte大学工程科学博士学位和西南交通大学固体力学博士学位。1999年和2002年分别获得西南交通大学机械工程学士和硕士学位。2002年至2004年曾在成都飞机工业集团任模具工程师。宋久鹏在国内外学术期刊和会议上发表学术论文30余篇。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
2.1.2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
内容简介:
《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》系统地介绍了粉末注射成形（PowderInjectionMolding，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。
《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》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。《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》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。《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》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。
《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》著作权属于RandallMGerman和宋久鹏。作者保留所有权利。没有经过RandallMGerman和宋久鹏的书面授权，书中任何部分都不能以任何电子或机械的形式复制或传播，包括复印、记录、扫描以及任何形式的信息存储和检索系统。对于《粉末注射成形：材料、性能、设计与应用》中的信息和设计决策确认方法、性能映射和材料选择技术、成本和管理度量，作者拥有专有知识所有权，除单独购买外，不能传播、复制和使用。
作者简介:
  Randall M.German是位于加利福尼亚州圣迭戈市的圣迭戈州立大学工程系副系主任，同时兼任机械工程教授。此前，他曾是三所大学的讲席教授，从事汽车、粉末冶金和工程材料基础问题方面的学术研究。Rand是宾夕法尼亚州州立大学的退休教授。他参与创办了12家公司，其中一些公司已经成功地将核心的PIM技术商业化了。他在加利福尼亚大学戴维斯分校获得材料科学博士学位，在俄亥俄州立大学和圣何塞州立大学分别获得科学硕士和学士学位。此外，他曾在Hartford研究中心和哈佛大学接受过管理强化培训。

  Randall M. German是美国材料信息学会(ASMInternational)和美国粉末冶金学会(APMIInternational)会士(Fellow)。他被授予的奖项有Nanyang教授职位、Tesla奖章、日本材料研究所讲师职位、宾州工程协会第一研究奖、加利福尼亚大学戴维斯分校杰出工程校友奖、圣何塞州立大学杰出奖以及日本金属研究所技术开发奖。已经发表论文900多篇、出版专著15本、编辑了19本书，拥有发明专利24项。主持了数个年度短期课程、研讨会和专题会议(包括自1990年以来每年和他人共同主持粉末注射成形研讨会)。他是几个组织的技术顾问或理事会成员。参与的研究项目范围广泛，包括电火花烧结、硬质材料、钛和钨加工方面的基础研究。

  宋久鹏，现工作于厦门虹鹭钨钼工业有限公司，负责粉末注射成形的研发。先后在法国ENSMM和荷兰Twente大学从事博士后研究，研究领域包括金属和陶瓷粉末的注射成形、陶瓷基复合材料、材料加工和材料特性的数值模拟。2007年获得法国Franche—Comte大学工程科学博士学位和西南交通大学固体力学博士学位。1999年和2002年分别获得西南交通大学机械工程学士和硕士学位。2002年至2004年曾在成都飞机工业集团任模具工程师。宋久鹏在国内外学术期刊和会议上发表学术论文30余篇。
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
2.1.2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

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粉末注射成形：材料·性能·设计与应用

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