超细WC-6%Co注射坯的脱脂工艺研究

研究了超细硬质合金WC-6%Co注射坯的溶剂脱脂-热脱脂工艺,讨论了脱脂时间、脱脂温度、注射坯形状和固液比等工艺参数对溶剂脱脂速率的影响,通过改善溶剂脱脂-热脱脂工艺,得到了高性能超细硬质合金台阶状圆棒。结果表明:溶剂脱脂速率随着脱脂温度的升高而上升,随时间的延长而降低;溶剂脱脂3 h后,台阶状圆棒中可溶粘结剂基本脱除。溶剂脱脂时,弓形棒和台阶状圆棒的平均脱除速度较快,圆台棒的平均脱除速率较慢,即溶剂脱脂速率与注射坯的S/V(表面积/体积)值成正比。固液比越小,粘结剂平均脱除速率越高;在稳定阶段,残留可溶粘结剂量高的注射坯脱脂速率快。溶剂脱脂时,粘结剂从外向内脱除,内部可溶粘结剂在形成脱除通道后快速脱除。经过DSC分析,溶剂脱脂坯中存在少量高聚物共混物,需改善热脱脂工艺。优化脱脂工艺后,超细WC-6%Co硬质合金台阶状圆棒的碳含量合适,WC晶粒度为0.35μm,硬度HV10为1 828,致密度大于99%,尺寸精度高。     

铌合金注射成形脱脂工艺研究

设计了一种适合于铌合金注射成形的低残碳粘结剂体系,为68％PW-5％LDPE-22％PMMA-5％SA（质量分数）,并研究其脱脂工艺。结果表明：脱脂时间、温度及样品厚度对溶剂脱脂率影响显著。采用三氯乙烯为溶剂,在脱脂温度为40℃,溶剂脱脂6h,即可使粘结剂脱除率达到52．8％,使后继热脱脂时间缩短至7．5h。以粘结剂的DSC差热分析结果为指导,可快速制定合理的热脱脂工艺,在真空热脱脂气氛条件下可使脱脂坯残余碳、氧含量得到有效控制,分别为0．18％．0．25％．     

球形铜粉注射成形的脱脂工艺研究

研究了平均粒度为20μm的球形铜粉注射成形坯的溶剂-热二步脱脂工艺.选用正庚烷、酒精以及丙酮的混合溶剂体系进行溶剂脱脂,分析了脱脂时间、温度对粘结剂脱除率的影响;通过对比不同升温速率对脱脂坯性能的影响,制定出合理的热脱脂工艺.实验结果表明:溶剂脱脂的粘结剂脱除率达76％,并形成连通孔隙度网络;热脱脂在300℃以下采用低的升温速率可以保证得到无缺陷的脱脂坯,方便其后的烧结工艺.     

纯钼注射成形脱脂和烧结的研究

研究了纯钼注射成形脱脂和烧结工艺,讨论了热脱脂、溶剂脱脂 热脱脂和烧结工艺对粘结剂脱除率,C、O含量,烧结显微组织和力学性能的影响.结果表明:以正庚烷作为溶剂,在40～50℃下,脱脂2 h后,能脱除60%以上的粘结剂;直接热脱脂样品的C含量高于溶剂 热脱脂,经H2气氛烧结后,两者的C、O含量下降较快,分别小于0.06%和0.0042%;烧结坯的密度随着温度的升高而增加,但当温度高于1850℃时,密度反而下降;材料经1850℃,烧结2 h,其密度和力学性能达到最佳,密度为9.70 g/cm3,抗拉强度为229 MPa,硬度HV10为1930 MPa.     

注射成形Kovar合金脱脂工艺的研究

采用蜡基多聚物为粘结剂体系,研究了注射成形Kovar合金的脱脂工艺.以喂料的热分析结果为指导,制定出合理的热脱脂工艺,对于6 mm× 6 mm× 50 mm的注射坯,总共热脱脂时间约为18 h.采用三氯乙烯为有机溶剂,研究了注射坯的溶剂脱脂工艺,在脱脂温度为40℃,溶剂脱脂6 h后,粘结剂的脱除率可达54%.利用注射成形工艺可以制备出热膨胀系数为(4.5～6.0)×10-6K-1(25～450℃),气密性小于1.2×10-9Pa·m3·s-1的封装盒体.     

Fe-Ni-Cu-C合金粗粉注射成形的溶剂-热二步脱脂工艺

对平均粒度为60μm的Fe-Ni-Cu-C合金粗粉进行了注射成形,重点研究了溶剂-热二步脱脂工艺.选用了三氯甲烷、乙醇和花生油混合溶剂体系来进行溶剂脱脂,以粘结剂的差热分析为指导,制定了合适的后续热脱脂工艺.结果表明:利用溶剂脱脂可以除去粘结剂中78%左右的石蜡,缩短了热脱脂时间,热脱脂的升温速率对脱脂坯质量影响显著.     

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。     

硬质合金注射成形脱脂工艺与碳含量控制

将传统蜡基粘结剂和油＋蜡改进粘结剂体系分别与粒度为1．97μm的WC-8Co硬质合金粉末混合采用注射成形法制备了全致密高强度的硬质合金。研究了注射坯在Hz中的热脱脂工艺和溶剂脱脂与其后补充热脱脂工艺，和不同脱脂工艺对脱脂坯碳含量的影响。结果表明：油＋蜡改进粘结剂体系具有更好的热脱脂和溶剂脱脂行为。通过工艺优化和碳含量控制，在真空气氛下1400℃烧结80min制备出高抗弯强度的全致密硬质合金烧结制品。     

W-Cu粉末注射成型脱脂问题的研究

研究了石蜡基粘结剂和W-Cu粉末混合制备的喂料的脱脂性能.选择CH<,2>Cl<,2>为溶剂脱脂的溶剂,坯料在37℃的CH<,2>Cl<,2>中脱脂4h可以脱除粘结剂的70%以上,坯料内已形成了连通孔道,可以在后续的热脱脂中快速加热脱除剩余的粘结剂.根据喂料的热重分析结果确定了热脱脂工艺,热脱脂的最高温度为490℃,经过10h热脱脂,坯料中的粘结剂可完全脱除.     

大厚度钨基合金正挤压棒坯的溶剂脱脂特性

为了实现厚度达15 mm钨基合金正挤压棒坯的无缺陷脱脂,对大厚度正挤压棒坯的溶剂脱脂行为和机理以及大厚度棒坯溶剂脱脂过程的优化方法和效果进行研究。结果表明:大厚度棒坯的溶剂脱脂对温度非常敏感,极易产生脱脂缺陷;棒坯厚度增大,粘结剂脱除速率降低,产生缺陷的几率增大,d 12 mm和d 15 mm棒坯的适宜溶剂脱脂工艺为(30℃,12 h);d 15 mm棒坯在30℃下脱脂6 h,脱脂量不足30%,且随着脱脂时间的进一步延长,脱脂速率显著下降;大厚度棒坯的溶剂脱脂受扩散控制,棒坯越厚,扩散路径越长,棒坯脱脂速率越小;采用短周期多次浸溶剂方法来优化脱脂过程,实现了正挤压棒坯的无缺陷脱脂,且d 12 mm和d 15 mm棒坯的脱脂量分别可高达55%和45%以上。     

A novel binder and binder extraction method for powder injection molding of tungsten cemented carbide

1　INTRODUCTIONPowderinjectionmolding (PIM ) ,whichisde rivedfromplasticinjectionmolding ,isakindofnet shapepowdermetallurgyformingprocess[13] .Com bininghigh partcomplexitywithhigh productionquantities ,itsupplementstheestablishedprocesseslikediecompaction ,machiningandinvestmentcasting[4 6 ] .Comparingtoconventionalpressing/sinteringprocess,thePIMhasgreattechniqueandcostadvantagesforthepro ductionofcementedcarbidecomponentswithcomplexshapes[7,8] .Sincehydraulicpressureisappliedduringi…     

硬质合金增塑粉末螺杆挤压成形

探讨了用于硬质合金粉末螺杆挤压成形技术的新粘结剂制备及挤压棒的组织形貌。新粘结剂由几种低分子量组元与1种热塑性弹性体高分子组元构成。采用溶剂溶解与加热熔融相结合的办法制备粘结剂。室温下，用合适的剪切力搅拌，能很快将粘结剂与YG8粉末混合均匀，制得组成均一的料浆式挤压用喂料。用扫描电子显微镜观察了挤压毛坯的微观组织及脱脂试样的组织结构与缺陷。用热重(TG)与微分热重(DTG)方法研究了热脱脂机理与动力学，发现了三维扩散控制热脱脂的速率。在脱脂的第1阶段，低分子量组元被脱除掉，挤压毛坯内形成了连通毛细孔。在脱脂的第2阶段，剩下的高分子量组元被完全脱除；第2阶段的热脱脂能以较快的升温速率进行。制备出了φ20mm的硬质合金挤压棒。     

“一步热脱脂+烧结”工艺对注射成形硬质合金显微结构与性能的影响

采用注射成形．溶剂脱脂．“一步热脱脂＋烧结”工艺制备了硬质合金。系统研究了一步热脱脂气氛和烧结工艺对合金性能的影响。结果表明：溶剂脱脂率控制在55％～58％时,通过“一步氢气热脱脂＋气压烧结”可以有效解决合金的控碳难和致密度低的问题。制备出的YG10X硬质合金制品抗弯强度达2690MPa,比常规模压．烧结法制备的合金性能大大提高。其硬度、钴磁、矫顽力控制在正常范围之内,它们分别是：维氏硬度为1320MPa,钴磁为8．6％。矫顽力为12．5kA&#183;m^-1。     

Novel PEG-based binder system and its debinding properties for MIM

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｅｔａｌｐｏｗｄｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ (ＭＩＭ )ｉｓａｎｅ ｍｅｒｇｉｎｇａｄｖａｎｃｅｄｎｅｔ ｓｈａｐｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ,ｗｈｉｃｈｏｆ ｆｅｒｓｉｍｐｏｒｔａｎｔａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｖｅｒｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｏｗ ｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ .Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｕｎｄｅｒｇｏｎｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ[1～ 4 ] .…     

硬质合金挤压成形喂料热脱脂特性

开发出了适用于硬质合金挤压成形的成形剂及相应的热脱脂技术，通过优化配方设计与制备方式及工艺条件，制得了性能优良，分布均匀的成表剂。研究了成形剂及喂料的热脱脂工艺与机遇，发现热脱脂可分为低温区与高温区2个阶段，其脱脂机理均为热扩散，但2阶段热脱脂反应活化能不同；无论是成形剂还是喂料，其它组元的加入起了催化剂的作用，能有产地降低热脱脂反应活化能。     

埋粉对热脱脂速率和传质过程的影响

对比了活性碳、γ-Al_2O_3、ZrO_2粉、α-Al_2O_3和刚玉等5种埋粉对热脱脂中低分子量粘结剂脱除速率及传质过程的影响.结果表明比表面积高的活性碳和γ-Al_2O_3对脱脂的促进作用可以保持低分子量粘结剂脱除的整个过程,而低比表面积的刚玉粉、α-Al_2O_3粉、ZrO_2粉则只在起始阶段起作用.空气气氛和低比表面积埋粉的热脱脂过程可以用扩散传质方程描述,而高比表面积埋粉对传质的促进作用体现在液相抽吸和气体吸附两个方面,气体吸附作用不能在扩散方程中得到体现.     

Atmosphere control during debinding of powder injection molded parts

Atmosphere control during debinding of powder injection molded (PIM) parts is an important parameter to consider. Experimental results have shown that a stagnant atmosphere containing volatiles evolved during debinding can cause slumping of the green samples. Removal of volatiles from the sample zone aids debinding and can reduce cycle times and improve sample quality. Residual carbon and oxygen can be controlled during debinding by adjusting the atmosphere composition. This paper presents the results of PIM 70 vol% spherical copper powder and 30 vol% binder. Debinding atmospheres were altered to determine the effect of debinding on the green body and the sintered sample. This paper was originally presented at the symposium “Paniculate Materials in Rheological Applications,” TMS 1993 Fall meeting, Materials Week Program.     

THERMAL DEBINDING MECHANISM OF METAL INJECTION MOLDING COMPACTS IN VACUUM

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｔｈｅｐａｓｔｆｅｗｙｅａｒｓ,ｐｏｗｄｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ（ＰＩＭ）ｈａｄｅｍｅｒｇｅｄａｓａｎａｄｖａｎｃｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［１］．Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ...     

粉末注射成形溶剂脱脂过程的数学模型

从宏观的角度出发 ,仅考虑脱脂预成形坯的体积、粘结剂含量对脱脂过程的影响 ,将预成形坯几何形状等其他因素的影响合理地归结到扩散系数函数中。根据浓度扩散原理建立了描述粉末注射成形溶剂脱脂过程中预成形坯粘结剂含量随时间变化的数学模型 ,避免了求解用Fick第二定律描述的偏微分方程 ,得出了一种预测脱脂量与脱脂时间的有效方法。根据模型求出了脱脂速度函数 ,给出了一种控制溶剂脱脂过程产生缺陷的分段升温优化方法。用该模型对硬质合金注射成形溶剂脱脂过程进行了模拟和预测 ,预测结果与实验结果吻合较好