粘结剂配比对316L不锈钢粉末注射成形喂料流变行为的影响

制备了58%粉末装载量、不同粘结剂配比的316L不锈钢粉末注射成形喂料,对比了各粘度模型的应用范围。采用Second Order模型回归了喂料的各项流变参数,分析了剪切速率和温度对喂料粘度的影响。结果表明,Second Order模型适合用于描述实验喂料的流变行为,剪切速率和温度对喂料粘度的影响规律:粘度随剪切速率和温度的升高而降低。该粘结剂体系的最佳配比为65%石蜡、30%低密度聚乙烯及5%硬脂酸,考虑了剪切速率和温度对粘度的影响,其流变行为公式为lnγ=2.1335-0.9717lnγ+0.107T-0.0511(lnγ)2+0.0066T lnγ-0.0005T2。     

316L不锈钢金属粉末注射成形喂料的流变性能研究

通过三种不同的316L不锈钢金属粉末制备了金属粉末注射成形喂料,利用RH2200型毛细管流变仪,研究了不同粒径不同形貌的316L不锈钢金属粉末对金属粉末注射成形喂料流变性能的影响。通过线性回归分析,计算该喂料的非牛顿指数n、粘流活化能E和综合流变学因子αSTV的大小。结果表明:喂料粘度随剪切速率的增大而减小,具有良好的充模性,呈假塑性流体;22μm球形316L不锈钢金属粉末制备的喂料具有较小的非牛顿指数和粘流活化能,综合流变性能最好。     

YT5硬质合金注射成形喂料流变学行为研究

在金属注射成形(MIM)工艺中,喂料的流变性能直接决定注射坯的质量,进而决定最终制品的力学性能及尺寸精度。评价喂料流变性能的主要指标是粘度以及粘度对应变和温度的敏感性。本文比较研究了三种YT5硬质合金注射成形喂料的粘度与剪切速率、粘度与温度的关系。研究结果表明:复合粘结剂体系50～70%PW+20～30%EO+20～30%LLDPE+5～10%SA与YT5硬质合金粉末形成的注射成形喂料具有最佳的流变性能,其非牛顿指数n和粘流活化能△Eη分别为0.640,37.7 kJ·mol~(-1)·K~(-1)。     

表面活性剂添加对超细98W-1Ni-1Fe粉末注射成形喂料流变行为的影响(英文)

研究超细98W-1Ni-1Fe粉末的注射成形。系统研究球磨和硬脂酸(SA)添加对粉末特性以及喂料流变行为的影响。结果表明:球磨和SA添加均有效提高喂料的装载量。SA添加可以避免喂料制备过程中粉末与粘结剂间的表面反应,从而缩短混炼时间。SA添加可以降低喂料的粘度,但这种效果随温度升高而逐渐消失,在125℃以上时变为一种不利的效果。SA添加可以降低注射所需的温度。添加SA的粉末喂料在115℃时具有最低的粘度及剪切敏感性,而未加SA的粉末喂料在135℃时才具有最低的粘度及剪切敏感性。同时,添加SA的粉末喂料相比未添加SA的粉末喂料具有较低的温度敏感性及较佳的综合流变性能,因此,更适合于超细98W-1Ni-1Fe粉末的注射成形。     

计算机仿真技术在金属粉末注射成形过程中的应用

基于连续介质理论，应用有限元软件ANSYS的FLOTRAN流体分析模块，对金属粉末注射成形过程进行了模拟分析，揭示了金属粉末注射成形时喂料流动填充型腔的速度、压力随注射时间变化而变化的关系；得到了注射压力对充填时间和型腔压力的影响规律，确定了最佳的充模时间；分析了不同浇口位置注射时注射件关键单元的流动速度和压力分布，预测了注射件的成形质量，提出了防止注射件缺陷产生的措施，优化了浇口设置。     

316L不锈钢粗粉注射成形喂料的流变行为

制备了平均粒度为30μm的316L不锈钢粗粉注射成形喂料,研究了剪切速率、温度对喂料流变行为的影响,应用毛细管粘度计测量了3种喂料在不同温度下的粘度值,比较了3种不同成分喂料的应变敏感性因子的大小。结果表明:粉末装载量为58%、粘结剂成分为65%PW+30%LDPE+5%SA的喂料应变敏感性因子较小,较适合316L不锈钢粗粉的注射成形。     

W—Ni—Fe纳米晶粉末的流变特性

研究了W-Ni-Fe纳米晶粉末的注射成形（MIM）。纳米晶粉末采用机械合金化（MA）的方法制备,然后将这种纳米晶粉末与蜡基粘剂混合以制备出喂料。讨论了MA球磨时间、纳米粉末的体积装载量和实验温度以喂流料流变行为的影响。结果表明,随球磨时间增加,喂料粘度降低,粘度对剪切速率的敏感性也降低,因此,随球磨时间增加,喂料的流动性和成形性变好,随粉末装载量增加,喂料粘度呈非线性增加,喂料粘度与粉末装载量的关系为:η=η0A[1-（ΦΦm）]∧-n,其中n=0.68,粉末经球磨后,粘度变化随温度和剪切速率的变化不大。因此,注射温度和注射速度的变化对MTM产品的质量影响不大。     

大长径比超细WC-Co圆棒PIM充模过程的数值模拟

基于计算流体动力学的粉末-粘结剂双流体模型,采用CFX商业软件对大长径比超细WC/10Co粉末注射成形(PIM)充模过程进行数值模拟。结果表明:数值模拟结果与实际充模过程相一致,其假设条件和参数设置具有合理性,双流体模型具有可行性;粉末与粘结剂的温度分布一致,喂料熔体最低温度(≥330K)高于粘结剂的玻璃化温度,不发生凝固现象;粉末的粘度为50.0～379.4Pa·s,粘结剂的粘度为2.9～9.2Pa·s,粘度差是造成偏析现象的主要原因;从浇口处到模壁处,粉末与粘结剂的相对速度差从0.2%增加到1.8%,从浇口处到远端,相对速度差从0.1%增大到1.6%,相对速度差是引起偏析现象的主要原因。     

Ti-6Al-4V金属粉末注射成形喂料的制备与性能表征

通过Ti-6Al-4V粉末制备金属粉末注射成形喂料。利用转矩流变仪确定喂料的临界粉末装载量,观察喂料粘度的变化,判断喂料的均匀性。采用旋转流变仪对喂料进行流变实验。通过改变烧结温度确定合适的烧结工艺。结果表明,喂料的临界粉末装载量为51%,混炼2次能使喂料更均匀密实。喂料的粘度随剪切速率的增加而减小,喂料呈假塑性流体行为。当烧结温度为1280℃时,烧结坯密度为4.32 g·cm~(-3)、抗拉强度为987 MPa,此时拉伸断面具有较少的孔洞结构和较好的结构完整性。     

电磁动态金属粉末注射成型型坯结构性能的研究

利用自行设计的电磁动态注射机DPII-90，对不锈钢金属粉末316L和粘结剂的混合喂料进行稳态和动态注塑成型实验，研究振动参数对金属粉末和粘结剂混合喂料的均匀化和密实机理的影响。实验结果表明，各动态成型条件下的型坯密度明显大于稳态成型条件下的密度。当振动频率（或振幅）不变时，随着振幅（频率）的增大，型坯密度呈非线性增大，达到最大值后缓慢下降，存在一个最佳值。在频率7Hz-10Hz，振幅50μm～150μm的范围内，注射出的型坯密度较高，密实性好。电镜扫描（SEM）发现，金属粉末与粘结剂的分散均匀和完善程度的变化规律和型坯密度随着振幅（频率）的变化规律基本一致。     

注射成形钛合金粉末流变特性

以Ti?6Al?4V合金粉末为原料,选用60%(质量分数)石蜡、35%低密度聚乙烯和5%硬脂酸为粘结剂配方制备注射成型喂料。采用毛细管流变仪测定喂料的流变参数,分析不同球磨时间、粉末装载量、温度下喂料的流变学性能。结果表明：随着球磨时间的增加,喂料粘度增加,n 值减小;粉末装载量越高,喂料的粘度值越大,而且粘度与粉末装载量满足经验公式： mA ?=?=(1/)/ maxbr φφηηη,经计算,m的值为0.33。粘性流动激活能Ea值随剪切速率的增加而减小。     

注射成型用氧化锆粉体的表面改性研究

陶瓷粉体在高分子粘结剂中的分散性以及注射喂料的流动性是陶瓷粉末注射成型的关键因素.由于高分子的分子结构和物理形态与陶瓷粉体不同,导致两者相容性差.并且陶瓷粉体表面自由能较高,与高分子粘结剂混合过程中会有团聚的倾向.本研究采用硬脂酸对氧化锆粉进行表面改性,降低了粉体的表面自由能,提高了喂料的均匀性.改性后的陶瓷粉体表面由亲水性变为亲油性,提高了粉体与粘结剂的相容性,降低了喂料体系的粘度.     

钨基合金系挤压喂料粘度与流变特性研究

为了获得有利于成形的粘结剂优化配方,对相同粉末装载量的4种粘结剂体系的93W-Ni-Fe 粉末増塑挤压成形喂料粘度和流变行为进行了研究。采用英国AR2000EX旋转流变仪对钨基合金系挤压料在不同温度、不同剪切速率下的粘度进行测算。结果表明：对于不同粘结剂组成的喂料A、B、C和D中,A的粘度较低,流动性能较好,喂料D流变性能最不稳定;根据剪切速率与粘度的关系曲线可测算出130 ℃时喂料A、B、C的剪切稀化指数分别为0.048,–0.869和–1.717;由温度与粘度的关系曲线可测算出剪切速率为11.07 s-1时,喂料A、B、C的粘流活化能分别为8.524、8.107和31.310 kJ·mol-1;经模拟计算可得在130 ℃和11.07 s-1速率下A、B、C 3种喂料的流动性指数分别为7.2×10-6,4.8×10-6, 1.1×10-6,A喂料的综合流变学性能最好。     

表面活性剂对金属粉末注射成形喂料性能的影响

研究了表面活性剂对聚乙二醇-聚甲基丙烯酸甲酯/Fe-2Ni粉末注射成形喂料性能的影响。首先用单分子层吸附模型计算出形成单分子层吸附所需表面活性剂的理论值,然后分别将硬脂酸、司班-20、司班-80、吐温-60等不同表面活性剂加入粘结剂中,发现表面活性剂可通过降低粘结剂对粉末的润湿角、降低粘结剂-粉末喂料的粘度而提高最大粉末装载量,在超过单分子层吸附的量之后,继续增加表面活性剂、仍能进一步发挥其有益作用。不同表面活性剂对喂料性能影响的程度有所不同,通过选择合适的表面活性剂,该聚乙二醇-聚甲基丙烯酸甲酯粘结剂对Fe-2Ni羰基粉末装载量达55%（体积分数）。     

金属粉末颗粒形貌对注射成形喂料粘度的影响

将气雾化球形不锈钢粉末与水雾化不规则形状不锈钢粉末按一定比例混合,利用毛细管流变仪测定喂料的流变性能,分析了粉末形貌、剪切速率和温度对喂料粘度的影响。结果表明:气雾化球形粉末制得的喂料对温度变化特别敏感,通过掺杂25%~75%的不规则形状粉末可降低喂料粘度对温度的敏感性,并降低喂料的流动指数,使喂料的流变稳定性能得到提高,更利于注射成形。     

粘结剂组成对粘结剂和喂料热性能的影响

研究制备了PW，BO，OP3大系列10种组成的粘结剂及相应10种W-Ni-Fe粉末与粘结剂的混合料。并采用热失重-差热分析(TGA-DTA)分析了粘结剂和喂料的热性能。研究结果表明，粘结剂组成对粘结剂和喂料的热性能如熔点、热分解温度和热分解曲线有很大的影响。通过此变化可以更为准确地确定不同粘结剂组成的喂料中的粘结剂脱除工艺和脱除方式。     

金属注射成形喂料的流动行为及粘度参数的测定

从材料的综合流动曲线及聚合物、粘结剂的流动性能，分析了金属注射成形喂料的流动行为，给出了用毛细管粘度计测量金属注射成形喂料粘度并确定其流动曲线参数的分析方法。     

复杂零件粉末注射成形多相流动过程三维数值模拟

将金属粉末注射成形充模过程视为粉末、粘结剂和空气的三相流动过程,给出了金属粉末注射成形充模多相流动的控制方程。根据钳口复杂模腔的铁粉注射成形实际参数确定了充模多相流动控制方程的初边界条件,基于CFX计算流体力学软件对钳口铁粉注射成形充模多相流动过程实现了三维数值模拟。给出了钳口铁粉注射成形充模多相流动中固相粉末的速度流线图,分析了模腔中温度场和压力场分布的瞬态情况,以及模腔中不同位置的温度和压力随时间变化的曲线;分析了钳口铁粉注射成形充模多相流动过程中不同时刻粉末体积分数的分布情况。数值模拟结果可用于分析注射成形过程中产生粉末粘结剂两相分离和成形坯密度分布不均的原因,数值模拟为研究注射成形产品缺陷产生的原因提供了直观分析方法。     

Effect of Zr, Mo and Y Adding on Microstructure, Mechanical and Electrical Properties of Au-Pd, Pt-Ir and Pd-Ru Systems

将金属粉末注射成形充模过程视为粉末、粘结剂和空气的三相流动过程,给出了金属粉末注射成形充模多相流动的控制方程。根据钳口复杂模腔的铁粉注射成形实际参数确定了充模多相流动控制方程的初边界条件,基于CFX计算流体力学软件对钳口铁粉注射成形充模多相流动过程实现了三维数值模拟。给出了钳口铁粉注射成形充模多相流动中固相粉末的速度流线图,分析了模腔中温度场和压力场分布的瞬态情况,以及模腔中不同位置的温度和压力随时间变化的曲线;分析了钳口铁粉注射成形充模多相流动过程中不同时刻粉末体积分数的分布情况。数值模拟结果可用于分析注射成形过程中产生粉末粘结剂两相分离和成形坯密度分布不均的原因,数值模拟为研究注射成形产品缺陷产生的原因提供了直观分析方法。     

椎间融合器金属粉末注塑成型收缩率实验研究

通过密炼机混炼出不同比例金属粉末与粘结剂的金属喂料,并对不同配比的金属喂料进行喂料流动性能对比实验,得到最佳注塑成型实验所用的最佳喂料配方:不锈钢粉末占不锈钢喂料质量分数为92.6%时,不锈钢喂料综合性能最好。基于前期所做的注塑成型工艺参数实验和最佳烧结温度实验确定的相关数据,利用所确定的喂料配方和已加工好的实验样条模具,通过阿博格精密注塑机注塑出实验样条,在最佳烧结温度下烧结出实验样条制品,对该制品进行收缩率实验研究。结果表明,实验样条在最佳烧结温度下的收缩率为13.71%,并以此收缩率反向将椎间融合器模型模腔放大,进行椎间融合器模具的设计。基于最佳喂料配方和注塑工艺参数,在阿博格精密注塑机上注塑出椎间融合器,最后进行烧结,得到了满足使用要求的椎间融合器。