微晶蜡基粘结剂应用于YG10硬质合金注射成形的研究北大核心

以微晶蜡等有机物作为粘结剂,进行WC-10Co(YG10)硬质合金的注射成形研究。原料粉末和粘结剂经混炼、破碎和过筛得到喂料,随后进行注射成形、脱脂和烧结。考察了注射温度、注射压力等工艺参数对成形性能的影响。实验结果表明:注射参数为注射温度为150℃、注射压力为11 Mpa和模温为40℃的条件下,可获得密度较高且无缺陷的注射成形坯体。成形坯体经溶剂脱脂和热脱脂后,最终在1400℃真空烧结90 min,可获得相对密度达99.5%、抗弯强度达2019 MPa、硬度为91.7HRA、钴磁为8.76 Gs·cm^(3)/g的YG10烧结体。     

添加镀镍碳纳米管对注射成形FeAl显微组织与性能的影响

为研究碳纳米管(CNTs)对FeAl金属间化合物的增强增韧作用,采用机械合金化FeAl粉末和注射成形工艺制备出CNTs-FeAl复合材料.研究了化学镀镍处理对CNTs分散性和高温稳定性的影响.结果表明,表面镀镍可以显著改善CNTs在FeAl粉末中的分散性,并有利于减轻CNTs与FeAl基体的高温反应,从而显著提高了注射成形FeAl的抗拉性能.在烧结温度1 230℃、保温105min条件下,制备出了抗拉强度和伸长率分别为430 MPa和4.0%的CNTs-FeAl复合材料.     

粉末注射成形钛合金的脱脂和烧结性能

应用粉末注射成形技术制备出高精度、高性能的异形钛合金零器件。通过多粒度粉末搭配,采用聚甲醛为主组元的多组元粘结剂,制备出高装载量催化脱脂型钛合金喂料,再经真空烧结获得制品。研究了催化脱脂工艺的影响因素以及喂料配比对烧结性能的影响。结果表明:当大（D₅₀=25.28 μm）、中（D₅₀=16.75 μm）、小（D₅₀=12.66 μm）颗粒按质量比17:6:2搭配时,钛合金混合粉末相对振实密度较大,为55%。喂料较佳的催化脱脂工艺为:脱脂温度120 ℃,N₂通入速率120 cm3·min?1,HNO₃气体通入速率1.5 cm3·min?1,脱脂时间6 h,粘结剂脱除率85%。采用全流程控制杂质含量技术,粉末注射成形钛合金制品的烧结性能可以达到相对密度95.9%,拉伸强度933 MPa,抗弯强度1282 MPa,延伸率7.5%,其中C质量分数为0.10%,O质量分数为0.21%。     

难熔金属注射成形的研究

采用金属粉末注射成形技术成功制得了形状复杂的纯钨和纯钼零件。粉末注射成形工艺为：粉末装载量为52%,注射温度为165℃,注射压力为65 MPa,溶剂脱脂＋热脱脂两步脱脂法,经2300℃氢气气氛烧结,钨烧结样品的密度可达18.26 g.cm^-3,相对密度为94.61%;经1900℃氢气气氛烧结,钼烧结样品的密度为9.7 g.cm^-3,相对密度达95.09%,制品尺寸精度控制在±0.3%以内。同时,通过实验对比研究了掺加少量的稀土氧化物（La2O3,Y2O3）对注射成形钨和钼制品性能的影响。实验结果表明：稀土元素氧化物的添加,提高了注射成形钨和钼制品烧结后的密度,明显细化了烧结后样品的晶粒,稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于晶界处,提高了注射成形钨和钼制品的强度。     

粉末注射成形制备薄壁Al2O3–B4C环形芯块

使用多组元蜡基粘结剂,通过粉末注射成形工艺,结合溶剂脱脂和热脱脂,成功烧结制备出壁厚为0.7 mm的近净尺寸环形Al₂O₃–B₄C薄壁管。结果表明,当石蜡占粘结剂质量分数45%时,喂料具有较低的黏度和较好的抗弯强度;当固相体积分数为58%时,喂料在保证低黏度的前提下具有良好性能。当烧结温度在1550 ℃至1650 ℃范围内时,芯块相对密度及抗弯强度随温度上升而增高;当烧结温度达到1650 ℃时,芯块的密度及强度有所下降,芯块密度随B₄C粒度增大而增大,抗弯强度随粒度增大先增大后减小。     

金属注射成形HK30不锈钢的尺寸稳定性与力学性能

采用金属注射成形工艺制备HK30不锈钢车用增压涡轮,研究金属注射成形工艺参数对增压涡轮尺寸稳定性及力学性能的影响。结果表明,采用成分为90%POM+4%PP+2.5%PW+1%SA+2%EVA+0.5%EBS (质量分数)的多组元塑基黏结剂时,成形件具有最佳的保形性;喂料的最佳粉末装载量(体积分数)为60%,此时喂料的熔融流动指数为1 220.7 g/10 min,烧结收缩均匀性最佳;最佳的注射条件为注射温度190℃、注射压力为237.6 MPa,所得增压涡轮注射坯的形状完好且质量一致性最好;最佳烧结温度为1 310℃,此时涡轮各叶片的尺寸稳定性最佳,合金的相对密度达到99.72%,抗拉强度和屈服强度分别为600 MPa和289 MPa,硬度(HV)为170。     

高比重钨合金注射成形工艺研究

对高比重钨合金的注射成形工艺进行了研究,包括粉末的预处理,喂料制备、注射、脱脂和烧结工艺,并对材料的微观组织和机械性能进行了分析。研究表明:预处理后粉末的装载量可以达到58%,经过适当的注射工艺及热脱脂烧结工艺后,可以得到无缺陷的烧结坯。在一定的烧结温度范围内,烧结坯的密度、硬度等性能指标随着烧结温度的升高而增大。对95WNiFe材料而言,当烧结温度为1 450℃,烧结时间为120 min时,其密度可达18.02 g/cm~3,硬度为29 HRC,抗拉强度为792 MPa,屈服强度为612 MPa,延伸率为10%。     

粉末装载量对金属注射成形17-4PH不锈钢力学性能的影响

在硝酸气氛下对注射成形17-4PH不锈钢坯体中的粘结剂成分POM(polyformaldehyde,聚甲醛)进行催化脱脂,然后在真空烧结炉中进行热脱脂和烧结,研究粉末装载量和催化脱脂时间对催化脱脂率的影响,以及粉末装载量对烧结不锈钢的显微组织、致密度与抗拉强度的影响。结果表明:烧结不锈钢的显微组织为以奥氏体为主和少量铁素体共同组成的复合组织。随粉末装载量从55.1%增加至65.7%,催化脱脂率从7.8%降低到5.2%,但烧结密度从7.56 g/cm~3增加到7.66 g/cm~3,烧结不锈钢的抗拉强度从1 076 MPa提高到1 204 MPa;130℃下随催化脱脂保温时间从30延长至90 min,催化脱脂率从4.9%增加至6.7%,在90~150 min时间段内催化脱脂率稳定在6.7%左右。粉末装载量为65.7%的注射喂料经过90 min催化脱脂,可完全脱除粘结剂中的POM,催化脱脂率达到6.72%,注射坯形成完整的连通孔道。     

纳米晶90W-7Ni-3Fe复合粉末的注射成形

将90W-7Ni-3Fe混合粉末在行星式高能球磨机中进行机械合金化,经过10h球磨后可以得到W晶块尺寸17.8 nm的纳米晶,采用注射成形方法粉末与有机粘结剂混合注射成拉伸样,然后采用脱脂、烧结至全致密,实验研究了注射成形工艺中最佳粉末体积含量和这种纳米粉末的烧结行为,球磨大大提高了粉末最佳装载量和喂料的均匀性,提高了烧结致密化程度,在1350～1450℃固相烧结时,合金的晶粒约3μm,拉伸强度>1130 MPa,而且烧结后的样品几乎无变形。     

纯钼注射成形工艺的研究

研究了纯钼注射成形工艺过程,包括钼粉的预处理、混料、脱脂和烧结工艺.研究表明,球磨后的粉末装载量可以达到50%,经适当的注射工艺、直接热脱脂和烧结工艺,得到了无缺陷的烧结坯,烧结坯的密度随烧结温度的升高而增大,在烧结温度为1850℃,烧结时间为120min时,达到最大值9.70g/m3,抗拉强度为200MPa,硬度为193HV10.