硬质金属零件制造：钨注射成型 vs. 粉末压制成型

什么是硬质合金？

硬质合金，也称为硬质钨合金或烧结碳化物，是由硬质颗粒（通常是碳化钨）与结合金属（通常为钴）结合而成的复合材料。这种组合使材料具有卓越的硬度、耐磨性和强度。

硬质合金在Neway的制造过程中至关重要，特别是在粉末冶金工艺中，如金属注射成型（MIM）和粉末压制成型（PCM）。碳化钨是主要使用的硬质材料之一，提升了定制零件的耐用性和精度。

Neway在注射成型和粉末压制成型中常用的硬质合金包括钨合金：MIM W-Ni-Fe、MIM W-Ni-Cu、MIM W-Cu、MIM W-Ni-Co、MIM W-Fe。

典型钨合金及其应用

碳化钨：

成分：钨与碳结合形成碳化钨。

应用：以其极高的硬度和耐磨性著称，广泛应用于切削工具、钻头、铣刀刀片以及机械加工、采矿和石油钻探等行业的耐磨部件。

MIM W-Ni-Fe（钨-镍-铁）：

成分：钨、镍和铁的合金。

应用：广泛用于需要高密度且具优异磁性能的部件，例如电磁屏蔽组件和精密仪器中的配重。

MIM W-Ni-Cu（钨-镍-铜）：

成分：钨、镍和铜的合金。

应用：适用于要求硬度与电导率平衡的部件，常用于电气接触件，需兼顾耐用性和电性能。

MIM W-Cu（钨-铜）：

成分：纯钨和铜的混合物。

应用：以卓越的热导率闻名，广泛用于散热器、电子封装及需要高效散热的组件。

MIM W-Ni-Co（钨-镍-钴）：

成分：钨、镍和钴的合金。

应用：适用于高温环境，如航空航天部件、切削工具及其他对硬度和耐热性要求极高的领域。

MIM W-Fe（钨-铁）：

成分：以钨和铁为主。

应用：以性价比高和中等硬度闻名，常用于汽车零件及耐磨工业部件。

钨合金的成型方法

钨合金因其卓越的硬度和耐久性，通过先进的成型工艺成形，如金属注射成型（MIM）和粉末压制成型（PCM）。在MIM过程中，钨粉与结合剂精细混合，将多功能的原料注入模具，在高压下形成复杂零件。随后进行脱脂和烧结，去除结合剂并实现钨颗粒的致密化，产出高精度、高密度的成品。PCM则是一种经济高效的替代方案，通过液压机压制含结合剂的钨粉，随后脱脂烧结，达到所需密度和强度。

这些成型工艺使Neway在生产定制钨合金零件方面具备竞争优势。MIM的复杂形状成型能力和PCM的成本优势赋予制造工艺灵活性和高效性。此外，两种方法均确保最终产品满足严格的质量标准，非常适合硬度、精度和一致性要求高的工业切削工具、耐磨部件和电子设备等应用。

钨粉末注射成型（钨MIM）

钨粉末注射成型（钨MIM）是一种高精度制造工艺，包含多个关键步骤，用于生产形状复杂的高质量钨部件。以下是钨MIM工艺步骤及优势的简要概述：

原料制备：

• 用于钨MIM的钨粉经过严格筛选，确保纯度和颗粒尺寸分布合理。结合剂通常为聚合物，精确混合以获得均匀的原料。

• Neway采用严谨方法确保混合均匀性，是最终产品一致性的关键。

注射成型：

• 通过精密设备将钨原料注入复杂模具腔体。

• Neway的先进注射成型设备及模具技术确保复杂形状的高质量成型，缺陷最小。

脱脂：

• 脱脂步骤通过加热去除结合剂，Neway采用控制气氛和精确温度曲线，保障零件结构完整性。

烧结：

• 脱脂后的钨零件在受控环境下烧结，温度优化以实现最大致密化，避免晶粒粗大。

• Neway严格质控，确保每个烧结件达到指定密度和机械性能。

后处理：

• Neway提供针对客户需求的后加工工艺，包括精密机械加工及先进表面处理，保证最终产品质量。

进一步优势：

材料性能提升：

• 钨MIM制件具备优异机械性能，包括高硬度、出色耐磨性和强大强度。

多样化应用：

• 钨MIM适用于航空航天、医疗器械等高密度、高精度要求的广泛领域。

快速原型制造能力：

• Neway将钨MIM纳入快速原型服务，实现快速迭代与高效样件开发，助力量产前验证。

供应链效率：

• 钨MIM适合中小批量生产，契合Neway灵活高效的客户解决方案承诺。

环保考量：

• 钨MIM材料利用率高，减少废料生成，符合Neway环保制造理念。

通过以上步骤和优势的阐述，钨粉末注射成型体现了精密与高效，完美契合Neway致力于创新与可持续的高品质定制零件生产承诺。

钨粉末压制成型（钨PCM）

钨粉末压制成型（钨PCM）是一种专门生产钨部件的工艺。其步骤如下：

粉末制备：

• 钨PCM的成功始于精细的粉末准备。高品质钨粉根据纯度和颗粒分布被选定。

• 混合过程包括精确比例的钨粉、结合剂及部分添加剂，以提升粉末流动性。

模具填充：

• 将调配好的钨粉混合物准确填充到模具腔体，需确保均匀分布，避免成品缺陷。

• 可采用振动或机械辅助技术以优化粉末压实度。

压制：

• 工艺核心为压制，钨粉在模具内承受极高压力。

• 高压实现粉末致密化，大幅降低孔隙率，形成致密坚固的结构。

烧结：

• 压制后钨件在受控气氛中加热烧结。

• 烧结过程促进钨粒子扩散结合，形成连贯结构，实现所需材料性能。

优势阐述：

高密度和强度：

• 钨PCM制造的部件密度极高，直接转化为卓越强度，适合需要高强度的应用场合。

精度与紧密公差：

• 钨PCM可实现复杂且公差紧密的零件，适用于航空航天和电子等精度要求高的行业。

成本效益和材料利用率：

• 钨PCM成本效益显著，材料利用率高，减少浪费，保障质量同时降低成本。

生产一致性：

• 制造过程受控确保每批次产品属性一致，适合大规模生产的可靠性需求。

满足高要求应用的机械性能：

• PCM制造的钨部件具备高硬度和耐磨、耐腐蚀性能。

• 适合国防、能源和汽车等高要求领域。

总之，钨PCM是一种结合了精密、成本效益和优异材料性能的先进制造工艺，广泛应用于多个行业，是生产高性能钨部件的理想选择。

钨金属注射成型与粉末压制成型的对比

定制结构复杂性

在金属零件制造中，比较钨金属注射成型（MIM）与粉末压制成型（PCM）的结构复杂性处理能力。

钨MIM以其高精度和复杂细节著称，可实现紧密公差和精细设计。该工艺将钨粉与结合剂混合成料，注入模具，形成绿件，经过脱脂和烧结得到最终产品。钨MIM擅长生产复杂形状、精细特征和高密度零件。

粉末压制成型则是一种多用途工艺，适合包括钨在内的多种材料。该工艺通过高压压制粉末混合物，随后烧结。虽然PCM在尺寸精度方面表现良好，但与钨MIM相比，在复杂几何形状方面可能存在限制。

在结构复杂性方面，钨MIM更适合复杂精细的设计，适用于对精度要求极高的应用。PCM则更适合结构较简单的几何形状。

定制零件精度

比较钨MIM和PCM的零件精度时，应根据具体应用需求考量。两者各有优势，选择取决于公差要求、效率及零件复杂度等因素。

钨MIM以高精度制造复杂形状著称。其过程包括将金属粉末与结合剂混合、注射成型、脱脂和烧结。该工艺可实现±0.3%甚至更高精度，适用于精密要求极高的应用。

PCM则适合制造复杂度适中的零件，过程为常温压制金属粉末后烧结。虽然精度不及MIM，但通常可达到±1%的公差范围，适合平衡成本和精度的应用。

实际选择取决于项目需求。若需极高精度和复杂性，钨MIM是理想选择；若优先考虑成本效益且精度可接受，则PCM更具优势。

烧结密度与强度

钨MIM制造的零件烧结密度高，通常超过95%。工艺包含将钨粉与结合剂混合成型绿件，脱脂后烧结，产出致密且坚固的最终产品。机械性能优异，抗拉强度可达700 MPa，适合高强度和精密需求的应用。

相比之下，PCM的烧结密度稍低，通常在85%至92%之间，受粉末特性和成型条件影响。虽然密度稍低，但PCM制件强度仍可达到约600 MPa，适合强度关键应用。

总结来看，钨MIM以高密度和强度优势适用于复杂精密零件；PCM则提供成本效益良好且强度可接受的替代方案。

内部均匀性

分析钨MIM与PCM制件的内部均匀性，揭示成品结构完整性。

钨MIM通过注射钨粉与结合剂混合料入模，经过脱脂 烧结，通常实现出色的内部均匀性，保证零件密度和结构一致。受控烧结促进钨粒子均匀分布，孔隙率低，提高部件整体完整性。

PCM虽成本较低，但内部均匀性略逊于MIM。压制成型涉及常温压粉，烧结条件及粉末特性影响均匀度。经过优化控制，PCM仍能满足多应用的内部均匀性要求。

钨合金零件的压制成型过程中，存在锥度和应力不均导致压力差异，零件尖端密度较低，降低物理性能。例如，MIM制造的喷嘴、套管等尖端部件的耐磨性优于PCM制品。

实际选择应根据项目要求。若内部均匀性至关重要，尤其是复杂零件，钨MIM是优先方案。Neway的金属注射成型技术确保零件达到严格的内部均匀标准。

模具成本比较

钨MIM需制作复杂模具以实现精细部件成型。由于工艺可实现高细节设计，模具复杂度较高，模具成本相对较大。权衡模具成本与精密零件制造优势至关重要。

PCM模具较为简单，因其工艺仅需将粉末压制成形。模具简单带来成本节约，使PCM成为对复杂细节要求较低的经济型选择。

结合Neway服务，钨MIM与PCM的选择依项目需求及精度与成本平衡而定。Neway在两种工艺均有丰富经验，能根据项目定制方案。

大规模生产效率

钨MIM适合高精度复杂零件的大规模生产。工艺包含钨粉和结合剂注射、脱脂与烧结。尽管前期设备和模具投入较大，生产效率高，能够批量稳定产出高质量零件，适合大规模生产。

PCM工艺较简单，同样适合大规模生产，特别是复杂度中等的零件。常温压制粉末并烧结使生产周期较快。虽然前期准备较快，但整体效率受零件复杂度影响。

在Neway能力范围内，钨MIM和PCM均提供高效量产解决方案。选择依据零件复杂度、精度要求及产量。

如何选择钨零件制造工艺

选择合适的钨零件制造工艺是关键决策，需考虑多项因素。以下为决策参考：

零件复杂度：

金属注射成型（MIM）：适合细节丰富、结构复杂的零件，具备高精度和复杂设计能力。

粉末压制成型（PCM）：适用于中等复杂度零件，虽细节不及MIM，但提供经济有效的方案。

精度与公差：

MIM：精度高，公差严格，适合对精确度要求高的应用。

PCM：精度适中，公差良好，适合追求成本效益的应用。

烧结密度与强度需求：

MIM：烧结密度高于95%，制件坚固，满足高性能要求。

PCM：密度稍低，但仍具良好强度，适合多种应用。

内部均匀性：

MIM：烧结过程控制严格，内部均匀性优异，结构完整。

PCM：内部均匀性良好，但细节表现不及MIM。

模具成本与复杂度：

MIM：模具复杂，初期投入较高，适合复杂和高精度需求。

PCM：模具简单，成本较低，适合经济型应用。

生产量：

MIM：适合复杂零件的批量生产，初期准备耗时，但效率高。

PCM：适合中等复杂度零件的批量生产，准备快，效率受零件影响。

基于Neway在钨金属注射成型与粉末压制成型领域的专业经验，您可以依赖其一站式定制零件服务，确保根据项目需求量身定制方案。如有具体要求或案例，欢迎提供，以获得更详细和个性化的建议。