金属粉末零件的注射成型来自塑料注射成型。塑料注射成型将热塑性树脂粉末或材料粒子加热到成型所需粘性流体的温度，然后注入模具。树脂在冷模具中凝固后，从模具中滑出，制作出了所需形状的塑料零件。

1.注射成型与传统粉末冶金零件生产比较

金属粉末零件的注射成型中，使用热塑性树脂或适当的蜡作为粘合剂，与金属粉末混合。将混合物注射到模具中，固化粘合剂，然后将强度足够的零件从模具中取出。去除粘合剂后，将零件烧结。

金属粉末零件的注射成型与普通塑料注射成型一样，可以生产普通压力无法生产的复杂形状的小零件。另一方面，注射成型的零件成型后含有相当多的粘合剂，去除粘合剂后，零件多孔，密度低到理论密度的60%。因此，为了获得接近铸造或锻造零件的密度，注射成型零件必须在收缩状态下烧结。注射成型零件烧结时，尺寸的收缩率通常约为18%，一般压制粉末零件在此条件下烧结时，尺寸很难调整。但是，在注射成型中，金属粉末粒子在成型过程中不会发生塑性变形，因此烧结时零件的收缩非常均匀，并且可以预测尺寸的变化。注射成型可以生产形状复杂的零件，所以这项技术的发展很快。

2.注射成型用粉末的选择

用注射成型生产铁基结构件时，经常用木炭机铁粉作为主要原材料。合金生产可以加入少量碳基镍粉。这种粉末的优点是粒度很细(平均约5um)，所以正在烧结过程中容易收缩。但炭基铁粉的价格比还原铁粉或水雾化铁粉高若干倍。

用注射成形生产零件时，最好采用振实密度高的粉末，从而使金属粉末在其与黏结剂的混合物中所占的比例尽量高，以减少被脱除的黏结剂的数量。为开发由具有合理粒度分布的粗颗粒和较细颗粒组成的高振实密度的铁粉混合粉，人们进行了大量的工作。

不锈钢粉也可用注射成形制造零件。粒度小于20xm的雾化不锈钢粉适用于注射成形。

注射成形的其他应用是制作高温强度高的合金，例如组成”为70%Ni、28% Mo和2%Fe的Hastelloy合金，其可使用炭基镍粉和粒度小于5ym的还原粉的混合粉来生产。由这种混合粉制成的生坯在高的烧结温度下容易收缩。高温烧结和细小的粉末粒度有利于元素扩散形成均匀合金。对于硬质合金和高比重合金，即使是用常规压制成形的压坯，在烧结时都会收缩到接近理论密度。因此，由这些材料注射成形的零件，在烧结时也会出现大量收缩，非常适于用注射成形法生产。

3.注射成形零件用的黏结剂

注射成形用的黏结剂必须润湿金属粉末并且能将金属粉末与黏结剂混合物中的颗粒团聚体分散开。用作黏结剂的材料有蜡，诸如石蜡和微分子量蜡；或热塑性树脂，诸如聚乙烯。蜡的缺点是熔化温度的范围窄，从而难以控制金属粉末与黏结剂的混合和注射成形。一般地，热塑性树脂在注射温度下黏度比蜡大得多，并具有较宽的软化温度范围。因此，经综合考虑，通常使用蜡与热塑性树脂的混合物作为黏结剂。在这些混合物中还要加入少量的工艺助剂，诸如硬脂酸，以利于成形后零件脱模。

迄今，已经开发了很多有专利权的黏结剂组成。其中一种由甲基纤维素、水、甘油和硼酸组成的混合物，可替代蜡和树脂组成的黏结剂混合物在加热到90℃时形成凝胶。在此温度下将金属粉末和黏结剂的混合物注射到模具中时，形成的硬化压坯可以从模具中脱出，而水可在脱黏过程中除去。

4.注射成型中金属粉末和粘结剂的混合

为了混合金属粉末和粘合剂，粘合剂在混合器中加热，混合器通常是具有旋转叶片的捏合机。蜡的混合温度约为150，聚乙烯体系的混合温度约为200，两者的混合温度应在上述温度之间。然后加入金属粉末，混合速度应足以使金属粉末颗粒均匀分散，打破颗粒聚集体，但不能高到破坏粘结剂的分子链。通常，将金属粉末和粘合剂的混合物挤出，使金属粉末和粘合剂充分混合并除去空气，然后将挤出的材料切割成颗粒用于注射成型。

5.金属粉末注射成型温度

由于金属粉末和粘结剂的混合物比塑料具有更高的热导率，所以所用模具的温度约为60，而塑料注射成型所用模具的温度为20。在注射成型中，注射材料的加热温度取决于粘结剂的类型，一般与金属粉末和粘结剂的混合温度相同。金属粉末注射成型的注射压力和注射速度低于塑料注射成型，注射材料的流道、和浇口可重复使用。

6.剥离

脱脂，也就是去除注射成型件上的粘合剂，可能是金属粉末注射成型中最难的操作，关键是去除粘合剂而不引起应力造成零件缺陷。

目前，已经开发了几种专利脱粘方法。一种方法是用溶剂提取粘合剂，然后在高温下将粘合剂溶解在溶剂中。例如，三氯乙烯萃取可用于蜡基粘合剂。

另一种方法是用溶剂萃取和蒸发脱脂。蒸发脱脂可以在几种不同的气氛中进行。如果在空气中脱粘，粘合剂会被烧掉，但这也会导致金属粉末氧化，因此在随后的烧结过程中，形成的金属氧化物必须被还原。在氮气或氢气中蒸发和脱脂的情况下，零件必须以大约每小时10的加热速度缓慢加热到最高脱脂温度。由于最高脱胶温度可高达500，脱胶是一项非常耗时的操作。

加速剥离的一种方法是将零件埋在粒状介质中，如细小的铝、氧、粉末，它们可以通过毛细作用吸出液化的粘合剂。剥离速率主要取决于金属粉末的粒度和粒度分布。粉末越厚，越容易去除粘结剂。然而，为了使压坯在烧结过程中快速收缩，有必要使用细晶粒粉末。因此，在金属粉末注射成型过程中，需要找到一种合适的粉末尺寸分布，这种粉末容易脱粘，在烧结过程中会快速收缩。

脱粘的另一个重要因素是脱粘的程度。如果所有的粘合剂都被去除，零件的生坯强度可能太低而不会塌陷。通常是将零件堆放在一个燃烧的舟皿中支撑零件，并结合脱粘和烧结。注射成型件的烧结与常规压制件相同，但只需要较高的烧结温度和较长的烧结时间。