金属注射成形粘结剂和喂料流变性能的研究

从理论上分析了金属注射成形喂料和粘结剂的基本流变性能,测定了在不同温度、不同剪切速率下金属注射成形粘结剂和喂料的粘度值。实验结果表明:MIM粘结剂和喂料符合假塑性体的流变行为;制得的Fe-Ni MIM喂料的粘流活化能较小、应变敏感性指数较大,具有良好的注射填充性能。     

新型PEG基粘结剂的注射料性能研究

研究了金属粉末注射成形新型PEG基热塑性粘结剂的注射料性能。结果表明：新型PEG基粘结剂与Fe-2Ni粉具有较强的相互作用,混合均匀性好,且粉末装载量高,注射料注射成形性好。 用新型PEG基粘结剂和Fe-2Ni粉所制备的注射是一种假塑性流体,具有良好的流变性能,粘结剂各组元用量及粉末装载量使注射料的粘度、非牛顿指数、粘流活化能发生变化,影响注射料流变性能。     

PW-EVA-SA金属注射成形粘结剂流变性能和热解行为的研究

对不同比例组成的ＰＷ－ＥＶＡ－ＳＡ金属注射成形粘结剂进行了粘度测量并比较了其流变性能。对粘结剂、粘结剂各组元和注射料进行了ＴＧＡ和ＤＴＡ实验，对其热解行为进行了分析。     

MIM油基粘结剂的化学溶剂萃取脱脂动力学研究

采用几种不同粘结剂组成比例的ＭＩＭ油基粘结剂高密度合金注射料，研究了其溶剂萃取脱脂过程及动力学控制因素。结果表明：ＭＩＭ油基粘结剂的化学溶剂萃取脱脂过程的控制步骤为溶剂与粘结剂在溶剂－粘结剂溶体中的互扩散，可用ｄＷ＝１－ｅｘｐ（－ｔτ）表示，其互扩散系数处于５～８×１０－７ｃｍ２／ｓ范围。     

金属注射成形不锈钢

介绍了金属注射成形（ＭＩＭ）不锈钢的工艺及其性能。其中包括注射成形用不锈钢粉末的制取方法,采用水溶性粘结剂或催化脱粘法制取ＭＩＭ３１６Ｌ不锈钢的工艺;ＭＩＭ３０４Ｌ和１７－４ＰＨ不锈钢的制取工艺及性能。     

注射成形混料流变性的研究

研究了不同粒度、形状的金属粉末与以甲基纤维素基粘结剂组成的注射成形混料的流变性。采用自行设计的毛细管流交仪在MTS880材料试验机上得到混料在10～10~4/s剪切速率范围内的粘度-剪切速率对数关系曲线。探讨了影响流变性的因素和注射成形坯烧结后的力学性能,制得了注射成形零件。阐述了注射成形工艺。     

MIM溶剂脱脂型石蜡-油-聚乙烯粘结剂的研究

对传统的石蜡－聚乙烯粘结剂进行改性,开发出了用于Fe-2Ni粉末注射成形的石蜡－油－聚乙烯粘结剂,考察了油的加入对组份相容性、生坯强度、粉末装载量、注射料热容、溶剂脱脂速率的影响,并用偏光显微镜观察到了粘结剂中各相的分布。该粘结剂用于Fe-2Ni注射成形,粉末装量达60％（体积分数）,生坯强度5．5MPa,溶剂脱脂速率2mm/h以上。     

注射成形钨合金用新型粘结剂的研究

针对形状异常复杂的大钨环和大直径(≥20．00mm)的钨棒在注射成形中存在的问题。综合利用了蜡基粘结剂与油基粘结剂的优点，研究制备一种多组元油 蜡塑料体系改性粘结剂OP3010。研究对比了该种粘结剂与传统蜡基粘结剂和油基粘结剂对注射料流变性、热性能及注射坯脱脂的影响。由此种新型粘结剂组成的注射料具有流变性好、注射工艺稳定、注射压坯强度高、注射温度范围宽、易于脱模等特点，可以成功制备无缺陷的大钨环、大钨棒弹芯材料的注射坯。该粘结剂在溶剂脱脂时脱除速度快，粘结剂脱除量大，可达74％左右。而且脱脂后的毛坯强度高、不变形。可成功实现大钨棒和钨环的脱脂，并制备综合力学性能高的散弹和弹芯材料。     

纳米晶W-Ni-Fe粉的流变行为和烧结特性

研究了W-Ni-Fe纳米晶粉在注射成形中喂料的流变行为,纳米晶W-Ni-Fe粉采用机械合金化(MA)的方法制备,并将此粉末与蜡基粘结剂混合以形成一种喂料,讨论了MA球磨时间,纳米晶粉末体积和温度对喂料流变性的影响,随球磨时间增加,喂料的粘度以及粘度对剪切速率的敏感性降低,因此,在较长的球磨时间下,这种粉末喂料的流动性和成形性变好,随粉末体积增加,喂料的粘度遵循公式呈非线性增加,此时n=0.68.MA粉末喂料的粘度随温度和剪切速率的变化较小,所以注射温度和注射速度的变化对这种MIM注射坯的质量影响较小,本文也讨论了采用MA制备的W-Ni-Fe纳米粉末的烧结特性,实验结果表明球磨可以导致在液相烧结温度以下合金达到很高的密度,大的晶格畸变、晶粒细化和超饱和固溶体的形成,强化了烧结工艺。     

金属注射成形蜡基粘结剂蜡含量对成形性的影响

采用不同石蜡含量的多聚合物组元粘结剂，研究石蜡含量对喂料粘度、生坯密度均匀性、和坯强度的影响。结果表明，石蜡含量的提高改善了喂料的均匀流变性能，但降低生坯的抗破坏能力。因此，可根据注射成形部件来选择适宜的蜡基粘结剂。     

中高密度系列钨镍合金粉末注射成形喂料的流变性能研究

利用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪研究3种不同密度(分别为10g/cm3、14 g/cm3、17g/cm3)的钨镍合金粉末注射成形喂料的流变行为,分析了剪切速率、温度以及钨镍成分配比对喂料流变性能的影响。实验结果表明,钨镍合金喂料是一种假塑性流体,其表观粘度随剪切速率的增大、温度的升高而减小;非牛顿指数随温度的升高而增大;钨在合金中所占比重越大,喂料对剪切速率的变化及温度的变化越敏感。     

316L不锈钢粉末微注射成形的烧结过程有限元模拟研究

金属粉末微注射成形技术(Micro MIM)在大规模生产微型产品领域有其特有的优势。将316L不锈钢细颗粒粉末进行混料、脱粘和烧结后制备了微型工件,对烧结过程进行数学建模得出注射料的本构方程,并对剪切黏稠度、体黏稠度、烧结应力等参数进行标定,实现了对316L不锈钢粉末烧结过程中的收缩率、相对密度等的有限元模拟,模拟结果与实验数据吻合良好。     

粉末装载量对W-Ni-FemIM合金喂料粘度及力学性能的影响

对粉末装载量对Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ ＭＩＭ合金喂料的粘度及力学性能的影响进行了研究，发现喂料粘度随粉末装载量的升高而增大，但不同粉末装载量喂料的应变敏感性因子基本一致，呈现基本相同的假塑性体流变行为。Ｗ－Ｎｉ－Ｆｅ喂料存在一最佳粉末装载量，此时合金力学性能最好，低于或高于这个粉末装载量都使得合金力学性能降低。     

316L不锈钢粉末注射成形喂料流变性能的研究

简介了金属粉末注射成形的工艺过程,制备了不同粉末装载量的喂料,并分析了粉末装载量、剪切速率和温度对喂料流变性能的影响.结果表明:随着粉末装载量的增加,喂料的表观粘度增大;随着剪切速率的增大和温度的升高,喂料的表观粘度减小;在高的剪切速率下,喂料的粘流活化能较小,喂料对温度不敏感.     

氧化锆注射成形喂料流变性能测试和分析

对从日本进口的专用于陶瓷插针(Ferrule)注射成形的喂料及回收料进行了粘度等测试,比较和分析了原始喂料与各次回收料流动性能的变化,发现氧化锆粉末注射成形喂料的粘度随回收循环次数的增加而降低,并分析了回收喂料的粘度降低的原因。     

Effect of polypropylene as the backbone of MIM feedstock on the micro-structural phase constituents,mechanical and rheological properties of 4605 low alloy steel compacts

ABSTRACT

In this study, the effect of polypropylene (PP) as the backbone polymer of Metal injection moulding (MIM) feedstock has been investigated on the micro-structural phase constituents, mechanical and rheological properties of 4605 low alloy steel compacts. For this purpose three binders systems consisting of paraffin wax (PW), stearic acid (SA) and carnauba wax (CW) having different contents of PP (20, 24 and 28 mass %) were compounded. The sintered samples were then tested for mechanical (tensile and hardness), micro-structural (X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM)), density and rheological (viscosity) properties. The results show that an increase in the PP percentage results into the improvement of mechanical and physical properties while decreasing the rheological properties. From the microstructure point of view it was observed that the amount of PP, is directly related to the residual carbon content of the sample which affects the grain size, total porosity and phase constituents.     

金属粉末注射成形模具浇口对成形性能的影响规律

根据金属粉末注射成形原理，在材料、模具温度等试验条件一致的前提下，将螺旋测试模与0．5～2．1mm之间的6个不同深度尺寸的侧浇口相结合，通过改变注射料熔体温度、注射压力、注射速率等工艺参数，描绘出在不同工艺参数时的侧浇口深度尺寸与阿基米德螺旋线长度的关系曲线，从而研究得到金属粉末注射成形的浇口尺寸与注射料熔体注射成形性能的关系规律：浇口尺寸对金属粉末螺旋线流动长度的影响较大，且不成比例；浇口尺寸与螺旋线流动长度关系曲线(L—H曲线)的变化不是单调的递增或递减，曲线形状呈较为明显的“波浪”形；在一定试验条件下粉末注射成形的理想浇口尺寸值为1．8mm，要偏大于注塑成形的浇口尺寸值；相对注射压力变化时浇口尺寸对L—H曲线关系的影响而言，注射料熔体温度和注射速率的影响相对较小，波动方向一致且较平坦，曲线有微小的上升趋势；当浇口尺寸一定时，工艺参数对流动长度的影响规律与注塑成形中工艺参数的影响规律类似。     

粉末注射成形催化脱脂工艺研究

催化脱脂具有脱脂缺陷少,脱脂速率快等优点,是目前MIM技术领域新的发展方向.采用三组不同配比的新型催化脱脂型粘结剂,研究了注射成形催化脱脂工艺中催化气体流量、脱脂温度、脱脂时间对坯块脱脂率的影响.结果表明:试样F2具有较高的催化脱脂率和较好的脱脂质量;采用HNO3催化气体通入速度为0.050mL/min对该试样在120℃进行催化脱脂,经过5 h可基本脱除POM,脱脂率达到88.5%,已经形成完成连通的孔道.     

Characterisation of 316L powder injection moulding feedstock for purpose of numerical simulation of PIM process

Abstract

Viscosity, specific heat and thermal conductivity of the standard feedstock of 316L stainless steel have been measured under the typical conditions of a real powder injection moulding (PIM) process. The viscosity was measured in a wide range of shear rates at four different temperatures. The experimental viscosity data were fitted into the Carreau-Yasuda model. Both specific heat and thermal conductivity were measured in the temperature range that overlaps the recommended processing range for the studied feedstock. It has been shown that at high cooling rates the transition temperature of the binder material is shifted towards lower temperatures. Tabulated values of thermal conductivity and specific heat for the studied feedstock are presented. The obtained data can be used for numerical simulation of the powder injection moulding process.     

粉末注射成形中喂料充模过程的一维流动分析

通过对宾汉体和假塑性体的流变行为与实际喂料流变行为的比较,建立了能较好地与实际喂料符合的流变模型。对喂料的一维流动作了分析,建立了求解模内温度场、压力场、速度场及剪切速率的控制方程,并给出了其求解过程。