金属粉末注射成形技术的最新研究动态与发展趋势

简要阐述了粉末注射成形技术的特点与应用 ,并从粉末的制备、粘结剂体系的设计、注射成形过程及其计算机模拟等几个方面阐明了粉末注射成形技术的最新研究动态 ,最后提出了粉末注射成形技术的重要发展趋势     

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)。     

硬质合金注射成形多组元聚合物粘结剂的溶剂脱脂工艺研究

以YT5硬质合金为对象，以正庚烷作为溶剂，系统研究了以多组元聚合物为粘结剂的注射坯样的溶剂脱脂行为。考查了粘结剂体系组成、脱脂温度、脱脂时间、样品厚度、样品形状对坯样脱脂率的影响及其原因。结果表明：在3组粘结剂体系中，改进型蜡基粘结剂溶剂脱脂速度最快，脱脂效果最好，40℃，3h条件下该粘结剂体系中能被溶剂溶解的组元的脱除率达到98％；随脱脂温度的升高，脱脂时间的延长，粘结剂脱除率增大；溶剂脱脂初期为扩散控制，后期为溶解控制；粘结剂平均脱除速率与生坯表面积成正比，与生坯厚度成反比；脱脂完成后，脱脂坯边缘和中心组织均匀一致。     

WC-Co硬质合金注射成形制品的碳含量控制

碳含量控制是 WC- Co硬质合金注射成形技术 (CCIM)的难点问题之一。本文分析了碳含量的波动对 WC- Co硬质合金注射成形制品相组成、力学性能、尺寸精度的影响 ,并指出了引起碳含量变化的各注射成形工艺步骤和内在机理 ,讨论了精确控制碳含量的有效措施。     

机械合金化Ti-Cr合金粉的研究

以Ti、Cr元素粉末为原料研究了Ti-20％Cr和Ti-30%Cr两种合金^ 的机械合金化规律。研究结果表明，随着球磨时间的增加，Ti-Cr粉末颗粒、晶粒逐渐细化，层状结构越来越薄，Ti和Cr的X射线衍射峰均出现宽化和强度下降，同时发现球磨40h以前Cr衍射角连续左移减小。球磨至100h时，其XRD谱显示出非晶特征，颗粒尺寸趋于稳定。     

WC-Co硬质合金注射成形制品中碳含量控制的研究现状

碳含量控制是WC-Co硬质合金注射成形技术(CCIM)的难点之一。作者分析了碳含量对WC-Co硬质合金注射成形制品的相组成、力学性能、尺寸精度的影响,指出引起碳含量变化的各注射成形工艺步骤和内在机理,讨论了精确控制碳含量的有效措施。     

过共析Ti-Cr合金的机械合金化

以钛、铬元素粉为原料研究了Ti-20％Cr(质量分数)和Ti-30％Cr 2种合金的MA规律。研究结果表明,在球磨初期的2 h内会发生钛的(011)主衍射峰强度迅速降低,(010)第二衍射峰强度提高并成为了最强峰,以及铬的衍射峰强度提高的现象。随着球磨时间的增加,钛和铬的X射线衍射峰都发生宽化、强度下降和衍射角左移减小。当球磨时间为30～40 h时,钛逐步非晶化。但是,在本试验条件下铬没有发生非晶化。MA的前10 h是粉末晶拉细化、晶格应变和合金化进行得最迅速的时期,经过该阶段球磨后铬的晶粒度可达20 nm;进一步球磨有利于获得过饱和固溶的合金粉末。2种合金在超过100 h的MA过程中均未发现在固相合成Laves相TiCr_2。根据试验结果制备纳米晶或者非晶过饱和固溶Ti-Cr合金粉末的合理球磨时间为30～40 h。     

过共析Ti-Cr合金的机械合金化

以钛，铬元素粉为原料，在行星式球磨机上采用φ20mm的淬火钢球，以200r/min的球磨速度和15：1的球料比，研究了Ti-20%Cr(ω(B)和Ti-30%Cr(ω(B)两种合金的机械合金化（MA）规律，研究结果表明；在球磨初期的2h内钛的（011）主衍射峰强度迅速降低，（010）第二衍射峰强度提高并成为最强峰，同时铬的衍射峰强度提高；随着球磨时间的增加，钛和铬的X射线衍射峰均发生宽化，强度下降和衍射角左移并减小；当球磨时间为30-40h时，钛逐步非晶化，但在本试验条件下铬没有发生非晶化；MA的前10h是粉末晶粒细化，晶格应变和合金化进行的最迅速的时期，经该阶段球磨后铬的晶粒尺寸可以达到20nm，进一步示磨有利于获得过饱和固溶的合金粉末；两种合金在超过100h的MA过程中均未发现在固相合成Laves相TiCr2；确定30-40h为制备纳米晶或非晶过饱固溶Ti-Cr合金粉末的合理球磨时间。     

金属粉末注射成形复杂模腔计算机充模模拟研究

利用有限元分析软件ANSYS，对金属粉末注射成形计算机复杂模腔充模过程进行了模拟，模拟结果与Cro—cher等用商业软件Polymold算出的结果相似，证明了所建模型和分析计算方法的可行性。同时通过分析模拟结果中流体前沿、压力场和温度场的分布，预测了部分常见注射缺陷产生的条件，讨论了如何利用模拟结果指导注射工艺参数的选择，展示了其实用前景。     

金属粉末注射成形计算机模拟充模过程的数值求解

文章采用有限元方法对金属粉末注射成形计算机模拟充模过程给出的方程组和边界条件进行了详细的数学求解分析，并给出了采用有限元软件ANSYS进行具体求解的过程，同时逐项分析如何运用一般模拟求解的主要输出结果来指导粉末注射成形模具设计和参数优化。