金屬粉末注射成型技術在輕武器制造上的應用

喬慕欣

（中國兵器西北工業集團有限公司，陜西 西安 710043）

提高生產安全的周期和效率，加強對安全進行生產的預測和風險控制。在安全生產標準化的領域，本文研究了相關標準規定的制造機制，并對行業的評價進行了研究分析，進行了大量的規范化準備工作，安全生產也將進入“大數據時代”。難以估量的基本數據蘊含著有用的信息，展現出共性。然而，這些數據是分散的。它們只能通過定量研究的方法進行技術層面的處理，結合計算機程序。粉末注射成型(PIM)技術是小型復雜零件成型和加工的一場革命。近年來，在世界發達國家中受到高度重視。成品零件廣泛用于航空航天和汽車行業、工業、電子工業、軍工、醫療、機械工程、衣食住行等領域。目前，MIM技術現已在我國輕武器制造業得到應用。

1 安全生產標準現狀

1.1 整個情況

MIM技術生產標準于2016年正式實施，全部分為機械光電制造公司、彈箭制造兵器的企業、引信制造業、總則、科研試驗單位、火炸藥制造制造兵器的企業等。適用于軍工不同類型制造兵器的企業安全生產標準化建設工作和標準化工作的自我評價、咨詢和考核。

MIM技術的主要工藝是先將固體粉末與有機粘結劑混合均勻，造粒后，用加熱塑化注塑機注入模腔，然后采用化學或熱分解的方法。去除成型預制件中的粘合劑，最終通過燒結和壓實獲得最終產品。

評分法是針對制造兵器的企業的每一種業務部署情況的一種評價請求和一種歸約點方法。本標準于2016年頒布。用于兵器工業70家單位安全生產標準化建設、自查、評價和考核工作。

1.2 標準結構

（1）MIM評價標準分為共同評價項目和特征評價項目，MIM技術作為一種用于生產高質量精密零件的近網格成形技術，具有傳統粉末冶金和加工方法無法比擬的優勢，共同評價項目是不同類型的公司要實施的共同項目，包括五類安全管理、機械設備設施、電氣設備設施、防燃防爆設備設施、職業健康與作業安全環境。機械設施。機械設施包括安全控制機械設施、起重機、電梯、運輸機械、奧基、修枝、壓力機、鍛壓機、鑄造機、注塑機、切割設備、磨床等。

（2）電力設施。電氣安裝設施包括電氣設施的安全控制、變電所、工作場所動力照明箱、箱、板、電焊機、低壓電氣接線、電網接地系統、電氣設施的接地、避雷器、接地等。

（3）防爆設施。防火防爆設施是指對防火防爆設施、危險化學品儲存庫、油罐、加油站、供氣站、潔凈室、涂裝作業場所、燃燒防護、可燃氣體聯合排放等的安全管理，木工房包括木材倉庫等16個評價項目。

（4）總體安全要求。總體安全狀況包括危險建筑物的外部距離、危險建筑物的內部距離、危險建筑物的防護屏障、危險建筑物的建筑結構等6個評價項目。

（5）生產過程控制。生產過程的控制是對不同類型制造兵器的企業工作過程的一種評價要求，例如，在制造制造兵器的企業中扮演箭頭，這部分扮演箭頭的控制評價項和箭頭的生產過程。火箭裝配線等15個評價項目。

1.3 MIM技術安全評價標準化體系

評價標準的支持標準很多，術語也比較復雜，標準化評價機構使用標準存在條款檢索、支持標準檢索等問題。為此，兵器工業制定了《安全生產標準化評價體系》。系統按評價標準組織實施，通過電腦化方法實現了不同評價項目的自評、評價打分和支持標準，有效提高了安全生產標準化建設、自評、咨詢、評價效率。

2 相關發展

2.1 安全管理標準

國際安全標準主要是通過不同的安全監督體系來進行的，確保各種安全措施的實現。HSE管理系統是職業安全健康控制的基本組成要素，包括一級7個組成部分和二級26個組成部分，其中4個組成部分包括組織環境、管理層和員工參與、計劃，HSE管理體系由4個子部分和27個三級部分組成。目標與職責、組織結構、相關資源和文檔保存以及可能存在的危險評估和控制、承包商和供應商的安全要求、健康和環境系統管理要求、設施設計和施工，通過對改革管理、緊急情況管理、意外事件控制等不同制度要求的分析。

2.2 安全技術方案

MIM技術已應用于工業武器生產安全標準化與數字化測量應用研究項目中。分為六個階段：從驗證報告、變更單和檢查單中收集可靠數據，調整檢查單、專業設備配置、人員配置等。描述包含所收集數據的主要特征（通過對不同類型數據的分析，揭示不同評價對象之間的差異，從而確定共同的數據模型和不同的評價對象）。數據的定量比較是從不同的角度進行的，不僅僅是橫向的。創立正式化安全生產數據庫和正式化安全數據分析數據庫，包括基線數據和定量分析，確保迅速存取。還包括原始數據和定量分析，以確?？焖僭L問。綜合性制造兵器的企業規范和落后的安全生產合理化；評估和分析的標準表格以私人方式不斷更新和分析。通過分析研究，可以明確武器制造企業評價的主要問題。定量研究可以有效地幫助武器制造商確定標準化的特定領域，并進行隨后的管理重點，對數據庫中的結果和信息進行定量分析，將對評價新的安全生產標準化考核周期起到積極的作用，因此，檢查人員能夠快速、準確地獲得具體的數據，這是對最新安全標準化周期的分析。

3 生產技術發展趨勢

3.1 風險管理理念

國際職業安全與健康體系、南非國家事物安全協會、國家事物安全理事會、五大安全風險規范系統和安全控制體系等較為成熟的國際管理體系，幾乎是基于安全風險管理的理論。隨著我們對職業安全認識的提高和國際安全管理系統的實施，職業安全風險管理的概念在武器工業中逐漸形成，彈藥產品仍然存在著風險，同時也需要逐步擴大研究和應用。為易燃易爆物品及其產品、生產設施、生產工藝等可能存在的問題及危險評價提供了一種方法。

3.2 危害特征及機理

在研究和生產過程中，由于高溫、靜電、摩擦等因素，炸藥及其制品碰撞等事件容易導致安全問題。目前，我國對炸藥的主要特性和事故機理的研究和積累還不夠。產品和各種危險的特性，如靜電、摩擦、沖擊敏感性、溫度、扭矩、速度、距離。因此，在相關的工藝設計、生產過程控制和建筑設計中，沒有完全了解到不同科學產出進程中的風險和條件，無法科學確定技術管理要求和管理方法，也沒有確定合理的應對保護方式。

3.3 物理安全技術研究

在國防、科技等行業的危險作業中，在軍事危險化學品綜合治理方面，應加快生產技術和工藝技術的研究：設施現代化，嚴格控制高風險勞動密集型工作，推廣新技術，工業機器人，危險過程監控系統和應用屬于物理安全范疇，本工作不檢查基本安全方法，開展了科研院所、技術改造、高校機械化和自動化、知識提高、在線監控和安全技術研究。

3.4 生產標準發展趨勢

考慮到當前行業安全存在的問題和現行標準，以及新的安全要求，如：國家和國防工業管理局對風險分類和風險管理的控制，制定和修訂標準，安全管理，銷毀和防止靜電是武器工業的一部分。這些標準是針對不同時期出現的問題制定的，規范了行業破壞和防靜電保護的過程。然而，隨著標準的增加，這些標準也導致了一致的應用和系統的應用。根據現有標準，結合行業內外新技術的發展和正在進行的研究工作，系統規劃銷毀和防靜電，配合相關研究項目，進行安全改造。

4 MIM技術在輕武器制造中的應用

職業安全標準化是指建立職業安全責任制，制定安全管理制度和工作程序，調查潛在危害和監測重大危害，建立預防機制和規范工作行為，使所有工作關系符合適用的職業安全法律、法規標準的武器工廠。

從安全生產標準化建設的定義不難看出其對制造兵器的企業長遠發展的重大意義，那做為安全生產管理的主體，制造兵器的企業應該如何推進安全生產標準化建設呢？

第一、輕武器零件對材料及毛坯成型要求，輕武器零部件的形狀和結構相對復雜。同時，要求零件具有較高的機械特性，以保證產品的使用壽命。用于金屬結構件的材料一般強度較高，優質合金鋼或中等碳含量的優質結構鋼，所有重要結構件均采用優質合金制造。如30CrMnMoTiA、30SiMrO．MoVA、25Cr2Ni4WA等，一般小型結構件則用50A、50BA等，發射機構上的復雜零件有時也采用合金結構鋼。

同時，正是由于輕武器零件的形狀和結構復雜，限制了冷鍛、冷擠壓、冷沖壓等鋼坯成型工藝的選擇，以及其他一般不適合成型輕質材料的常溫沖壓工藝，武器的一部分。此外，輕武器零部件的機械性能要求較高，大部分零部件在使用鍛件時只能滿足性能指標要求。因此，它還限制了其他成型工藝的使用，例如鑄造和粉末冶金。由于輕武器零部件設計復雜，尺寸精度要求高，精密鍛造難以保證成品尺寸。因此，它也限制了精密沖壓工藝的應用。因此，熱沖壓仍然是目前形成輕武器零件毛坯的方法。

第二、MIM技術應用在輕武器制造中的可行性分析，已對MIM 工藝進行了廣泛研究，并進行了一項可行性研究，以將該技術應用于輕武器。粉末注射技術的材料和工藝特點：首先，盡量選擇不受力或沖擊力小的零件進行加工，其次，壓力燒結零件必須具有較高的靜載荷能力，使零件的外表面高硬度和優異的耐磨性。注塑和燒結后，一般不需要機械加工，零件的尺寸保持不變，與機械加工的零件相比，外觀有顯著改善。并且可以大大提高生產效率，同時也可以節省生產成本，因此與其他成型技術相比，MIM技術具有良好的性價比。

第三、適合于輕武器零件的粉末材料配比研究，對于MIM技術，首先要考慮的是材料成分的選擇，這直接關系到材料的密度、抗拉強度和韌性。因此，原材料的合理選擇直接關系到產品零件復雜的力學性能。與MIM技術相關的國家標準、國家軍標和相關行業標準沒有提及任何相關機械性能指標，而僅提及我國粉末注射工業協會推薦的美國行業標準。

5 結語

輕武器工業的生產要求規范化是武器工業長久合理存在的首要條件。武器工業現行安全生產標準及安全發展趨勢；安全控制、破壞和防止靜電的基本要害是以安全生產、工程設計等為出發點，監督指導制造兵器的企業安全生產，提高行業整體安全水平。通過對MIM技術的介紹，以MIM技術獲得Nil8C09M05與Fe4Ni0．5M02種材料，并制造出輕武器用零部件．經實驗驗證研究，現已在輕武器上得到批量應用。建立標準化安全生產評價的定量分析和數據分析數據庫，將為標準化生產帶來巨大的社會效益，有利于促進工業安全生產標準化。