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。     

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。     

粉末注射成形硬质合金异形件热脱脂工艺的研究

对硬质合金异形件表带注射成形的热脱脂工艺进行了研究 ,根据喂料的热失重曲线确定了热脱脂的四个阶段 ,并确定了理论预脱脂曲线 ,然后采用实验对该预脱脂曲线进行校正和条件优化 ,得出较理想的实际热脱脂曲线 ;研究了不同热脱脂工艺对硬质合金碳含量控制的影响 ,研究结果表明 ,使用露点低、氧含量低的氢气热脱脂气氛、选择合适的保温温度以及保温时间都能较有效地控碳。     

“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·m^-1。     

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。     

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。     

YT5硬质合金注射成形新型溶剂脱脂工艺研究

脱脂是整个注射成形工艺中的关键步骤。本文以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。实验结果表明:在本实验所使用的三组粘结剂体系中,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。     

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.     

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。     

共沉淀回收硬质合金的碳含量控制

本文揭示了共沉淀回收WC－Co复合粉末的特性，探讨了用这种回收粉末制备的再生硬质合金的碳含量控制．结果表明，该回收料的还原粉末中的Co以Co3W和Co7W6化合物形式存在，是导致再生合金中WC晶粒缺隐、不连续长大粗晶WC存在和出现η相的原因；采用适当工艺规范以真空烧结可有效地对再生硬质合金进行碳含量控制．     

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     

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.     

钨基高比重钨合金注射坯溶剂脱脂工艺

研究了溶剂脱脂中脱脂率与溶剂、脱脂时间、样品厚度和溶剂温度等参数的关系。结果表明,采用多组元低分子有机溶剂的混合物在45℃下溶剂脱脂效果最好。样品厚度对溶剂脱脂时间、脱脂率等的影响因素,厚度为1mm厚的样品在脱脂4h时,其脱脂率可达70％以上,厚度为10mm厚的样品在溶剂脱脂6－8h时,脱脂率仅43％。对于直径为20mm厚的大棒,溶剂脱脂24－30h时,脱脂量50％－60％,其余粘结剂采用热脱脂工艺脱脂。     

93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯溶剂脱脂工艺

以93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯为研究对象,在研究溶剂脱脂动力学的基础上,考察溶剂种类、溶剂加入方式以及脱脂温度对溶剂脱脂过程的影响,并对脱脂前后的坯体断口进行SEM观察。结果表明:以正庚烷作为脱脂溶剂,具有较高的脱脂率,脱脂坯无鼓泡、开裂等缺陷;通过分段优化的脱脂工艺,在45℃的正庚烷中脱脂8 h,脱脂过程中周期性更换溶剂,最终可脱除65%以上的石蜡,且整个脱脂过程均为扩散控制,相应的动力学参数为1.6751×10-5 cm2/s。     

陶瓷粉末注射成型热脱脂动力学过程

对比分析了刚玉粉、α-Al2O3粉、γ-Al2O3粉和活性碳粉4种埋粉条件下热脱脂机理、传质途径和脱脂速率。结果表明当埋粉为高比表面积的活性碳和γ-Al2O3时,液相传质在低分子量粘结剂脱除的整个过程中起主导作用,而对于低比表面积的刚玉粉和α-Al2O3埋粉,液相传质主要存在于起始阶段,中、后期以气相传质为主。扩散传质方程描述了空气气氛、刚玉粉和α-Al2O3低比表面积埋粉的热脱脂过程。计算了热裂解、氧化裂解和液相挥发3种传质途径下气相产物在坯体内的扩散过程的综合扩散系数。     

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…     

不同钛粉末的PIM烧结性能研究

针对复杂形状纯钛件的精密制备,采用粉末注射成形技术,设计了几种不同粉末组成,制备成催化脱脂型喂料,再经粉末注射成形,烧结成制品。系统研究了烧结工艺参数对钛烧结件致密度、碳氧含量、显微组织和力学性能的影响。实验结果表明: 综合性能较好的P3试样钛件经1250 _oC真空烧结2h后,致密度为95.7%,其C、O 含量分别为0. 14%和0. 46%,拉伸强度968MPa,抗弯强度为1141MPa,抗拉强度为720MPa,延伸率为4.5%,晶粒细小均匀,并呈现韧性断裂特征。     

Fractal phenomena in powder injection molding process

1　INTRODUCTIONGenerally ,Thefilling processofpowderinjec tionmolding(PIM )isanalyzedbyrheologicaltheory .Rheologicalmodelismadeupofbasicconservatione quations(mass ,momentum ,energyconservatione quations)thatmustbesatisfiedbymeltfeedstockinPIM ,constitutiveequationthatisusedtodescribetheprocessing parametersofmaterials ,andcorre spondingrestrictiveconditions .Itisagroupofpartialdifferentialequationsandisalsoanonlineardynamicssystemofmanyinfluentialfactors .Thevariationofmaterialthermo…     

Powder injection molding of pure titanium

An improved wax-based binder was developed for powder injection molding of pure titanium. A critical powder loading of 69 vol.% and a pseudo-plastic flow behavior were obtained by the feedstock based on the binder. The injection molding, debinding, and sintering process were studied. An ideal control of carbon and oxygen contents was achieved by thermal debinding in vacuum atmosphere (10-3 Pa). The mechanical properties of as-sintered specimens were less than those of titanium made by the conventional press-sintering process. Good shape retention and ±0.04 mm dimension deviation were achieved.