金属粉末注射成型技术在轻武器制造上的应用

乔慕欣

（中国兵器西北工业集团有限公司，陕西 西安 710043）

提高生产安全的周期和效率，加强对安全进行生产的预测和风险控制。在安全生产标准化的领域，本文研究了相关标准规定的制造机制，并对行业的评价进行了研究分析，进行了大量的规范化准备工作，安全生产也将进入“大数据时代”。难以估量的基本数据蕴含着有用的信息，展现出共性。然而，这些数据是分散的。它们只能通过定量研究的方法进行技术层面的处理，结合计算机程序。粉末注射成型(PIM)技术是小型复杂零件成型和加工的一场革命。近年来，在世界发达国家中受到高度重视。成品零件广泛用于航空航天和汽车行业、工业、电子工业、军工、医疗、机械工程、衣食住行等领域。目前，MIM技术现已在我国轻武器制造业得到应用。

1 安全生产标准现状

1.1 整个情况

MIM技术生产标准于2016年正式实施，全部分为机械光电制造公司、弹箭制造兵器的企业、引信制造业、总则、科研试验单位、火炸药制造制造兵器的企业等。适用于军工不同类型制造兵器的企业安全生产标准化建设工作和标准化工作的自我评价、咨询和考核。

MIM技术的主要工艺是先将固体粉末与有机粘结剂混合均匀，造粒后，用加热塑化注塑机注入模腔，然后采用化学或热分解的方法。去除成型预制件中的粘合剂，最终通过烧结和压实获得最终产品。

评分法是针对制造兵器的企业的每一种业务部署情况的一种评价请求和一种归约点方法。本标准于2016年颁布。用于兵器工业70家单位安全生产标准化建设、自查、评价和考核工作。

1.2 标准结构

（1）MIM评价标准分为共同评价项目和特征评价项目，MIM技术作为一种用于生产高质量精密零件的近网格成形技术，具有传统粉末冶金和加工方法无法比拟的优势，共同评价项目是不同类型的公司要实施的共同项目，包括五类安全管理、机械设备设施、电气设备设施、防燃防爆设备设施、职业健康与作业安全环境。机械设施。机械设施包括安全控制机械设施、起重机、电梯、运输机械、奥基、修枝、压力机、锻压机、铸造机、注塑机、切割设备、磨床等。

（2）电力设施。电气安装设施包括电气设施的安全控制、变电所、工作场所动力照明箱、箱、板、电焊机、低压电气接线、电网接地系统、电气设施的接地、避雷器、接地等。

（3）防爆设施。防火防爆设施是指对防火防爆设施、危险化学品储存库、油罐、加油站、供气站、洁净室、涂装作业场所、燃烧防护、可燃气体联合排放等的安全管理，木工房包括木材仓库等16个评价项目。

（4）总体安全要求。总体安全状况包括危险建筑物的外部距离、危险建筑物的内部距离、危险建筑物的防护屏障、危险建筑物的建筑结构等6个评价项目。

（5）生产过程控制。生产过程的控制是对不同类型制造兵器的企业工作过程的一种评价要求，例如，在制造制造兵器的企业中扮演箭头，这部分扮演箭头的控制评价项和箭头的生产过程。火箭装配线等15个评价项目。

1.3 MIM技术安全评价标准化体系

评价标准的支持标准很多，术语也比较复杂，标准化评价机构使用标准存在条款检索、支持标准检索等问题。为此，兵器工业制定了《安全生产标准化评价体系》。系统按评价标准组织实施，通过电脑化方法实现了不同评价项目的自评、评价打分和支持标准，有效提高了安全生产标准化建设、自评、咨询、评价效率。

2 相关发展

2.1 安全管理标准

国际安全标准主要是通过不同的安全监督体系来进行的，确保各种安全措施的实现。HSE管理系统是职业安全健康控制的基本组成要素，包括一级7个组成部分和二级26个组成部分，其中4个组成部分包括组织环境、管理层和员工参与、计划，HSE管理体系由4个子部分和27个三级部分组成。目标与职责、组织结构、相关资源和文档保存以及可能存在的危险评估和控制、承包商和供应商的安全要求、健康和环境系统管理要求、设施设计和施工，通过对改革管理、紧急情况管理、意外事件控制等不同制度要求的分析。

2.2 安全技术方案

MIM技术已应用于工业武器生产安全标准化与数字化测量应用研究项目中。分为六个阶段：从验证报告、变更单和检查单中收集可靠数据，调整检查单、专业设备配置、人员配置等。描述包含所收集数据的主要特征（通过对不同类型数据的分析，揭示不同评价对象之间的差异，从而确定共同的数据模型和不同的评价对象）。数据的定量比较是从不同的角度进行的，不仅仅是横向的。创立正式化安全生产数据库和正式化安全数据分析数据库，包括基线数据和定量分析，确保迅速存取。还包括原始数据和定量分析，以确保快速访问。综合性制造兵器的企业规范和落后的安全生产合理化；评估和分析的标准表格以私人方式不断更新和分析。通过分析研究，可以明确武器制造企业评价的主要问题。定量研究可以有效地帮助武器制造商确定标准化的特定领域，并进行随后的管理重点，对数据库中的结果和信息进行定量分析，将对评价新的安全生产标准化考核周期起到积极的作用，因此，检查人员能够快速、准确地获得具体的数据，这是对最新安全标准化周期的分析。

3 生产技术发展趋势

3.1 风险管理理念

国际职业安全与健康体系、南非国家事物安全协会、国家事物安全理事会、五大安全风险规范系统和安全控制体系等较为成熟的国际管理体系，几乎是基于安全风险管理的理论。随着我们对职业安全认识的提高和国际安全管理系统的实施，职业安全风险管理的概念在武器工业中逐渐形成，弹药产品仍然存在着风险，同时也需要逐步扩大研究和应用。为易燃易爆物品及其产品、生产设施、生产工艺等可能存在的问题及危险评价提供了一种方法。

3.2 危害特征及机理

在研究和生产过程中，由于高温、静电、摩擦等因素，炸药及其制品碰撞等事件容易导致安全问题。目前，我国对炸药的主要特性和事故机理的研究和积累还不够。产品和各种危险的特性，如静电、摩擦、冲击敏感性、温度、扭矩、速度、距离。因此，在相关的工艺设计、生产过程控制和建筑设计中，没有完全了解到不同科学产出进程中的风险和条件，无法科学确定技术管理要求和管理方法，也没有确定合理的应对保护方式。

3.3 物理安全技术研究

在国防、科技等行业的危险作业中，在军事危险化学品综合治理方面，应加快生产技术和工艺技术的研究：设施现代化，严格控制高风险劳动密集型工作，推广新技术，工业机器人，危险过程监控系统和应用属于物理安全范畴，本工作不检查基本安全方法，开展了科研院所、技术改造、高校机械化和自动化、知识提高、在线监控和安全技术研究。

3.4 生产标准发展趋势

考虑到当前行业安全存在的问题和现行标准，以及新的安全要求，如：国家和国防工业管理局对风险分类和风险管理的控制，制定和修订标准，安全管理，销毁和防止静电是武器工业的一部分。这些标准是针对不同时期出现的问题制定的，规范了行业破坏和防静电保护的过程。然而，随着标准的增加，这些标准也导致了一致的应用和系统的应用。根据现有标准，结合行业内外新技术的发展和正在进行的研究工作，系统规划销毁和防静电，配合相关研究项目，进行安全改造。

4 MIM技术在轻武器制造中的应用

职业安全标准化是指建立职业安全责任制，制定安全管理制度和工作程序，调查潜在危害和监测重大危害，建立预防机制和规范工作行为，使所有工作关系符合适用的职业安全法律、法规标准的武器工厂。

从安全生产标准化建设的定义不难看出其对制造兵器的企业长远发展的重大意义，那做为安全生产管理的主体，制造兵器的企业应该如何推进安全生产标准化建设呢？

第一、轻武器零件对材料及毛坯成型要求，轻武器零部件的形状和结构相对复杂。同时，要求零件具有较高的机械特性，以保证产品的使用寿命。用于金属结构件的材料一般强度较高，优质合金钢或中等碳含量的优质结构钢，所有重要结构件均采用优质合金制造。如30CrMnMoTiA、30SiMrO．MoVA、25Cr2Ni4WA等，一般小型结构件则用50A、50BA等，发射机构上的复杂零件有时也采用合金结构钢。

同时，正是由于轻武器零件的形状和结构复杂，限制了冷锻、冷挤压、冷冲压等钢坯成型工艺的选择，以及其他一般不适合成型轻质材料的常温冲压工艺，武器的一部分。此外，轻武器零部件的机械性能要求较高，大部分零部件在使用锻件时只能满足性能指标要求。因此，它还限制了其他成型工艺的使用，例如铸造和粉末冶金。由于轻武器零部件设计复杂，尺寸精度要求高，精密锻造难以保证成品尺寸。因此，它也限制了精密冲压工艺的应用。因此，热冲压仍然是目前形成轻武器零件毛坯的方法。

第二、MIM技术应用在轻武器制造中的可行性分析，已对MIM 工艺进行了广泛研究，并进行了一项可行性研究，以将该技术应用于轻武器。粉末注射技术的材料和工艺特点：首先，尽量选择不受力或冲击力小的零件进行加工，其次，压力烧结零件必须具有较高的静载荷能力，使零件的外表面高硬度和优异的耐磨性。注塑和烧结后，一般不需要机械加工，零件的尺寸保持不变，与机械加工的零件相比，外观有显着改善。并且可以大大提高生产效率，同时也可以节省生产成本，因此与其他成型技术相比，MIM技术具有良好的性价比。

第三、适合于轻武器零件的粉末材料配比研究，对于MIM技术，首先要考虑的是材料成分的选择，这直接关系到材料的密度、抗拉强度和韧性。因此，原材料的合理选择直接关系到产品零件复杂的力学性能。与MIM技术相关的国家标准、国家军标和相关行业标准没有提及任何相关机械性能指标，而仅提及我国粉末注射工业协会推荐的美国行业标准。

5 结语

轻武器工业的生产要求规范化是武器工业长久合理存在的首要条件。武器工业现行安全生产标准及安全发展趋势；安全控制、破坏和防止静电的基本要害是以安全生产、工程设计等为出发点，监督指导制造兵器的企业安全生产，提高行业整体安全水平。通过对MIM技术的介绍，以MIM技术获得Nil8C09M05与Fe4Ni0．5M02种材料，并制造出轻武器用零部件．经实验验证研究，现已在轻武器上得到批量应用。建立标准化安全生产评价的定量分析和数据分析数据库，将为标准化生产带来巨大的社会效益，有利于促进工业安全生产标准化。