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%。     

粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究进展

钛及钛合金具有低比重、高比强度、优异的生物相容性以及良好的耐腐蚀性等特点,在航空航天、生物医疗、化工、船舶、汽车等领域极具应用潜力。钛合金粉末注射成形技术（powder injection molding,PIM）提高了材料的利用率,实现了中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,显著地推动了钛及钛合金产品的生产及应用。目前关于粉末注射成形钛合金粘结剂体系的相关文献报道十分有限,新型粉末注射成形钛合金粘结剂体系的开发处于停滞不前的状态。本文分析总结了不同粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究现状,并针对目前存在的问题提出改进措施。     

注射成形在NdFeB烧结永磁体中的应用

比较了用快淬法、HDDR法、机械合金化法、和气体雾化法生产NdFeB水磁体的制备方法及其特点，指出采用气体雾化制备的磁粉较适宜于注射成形生产；对注射成形生产烧结NdFeB水磁体时枯结剂、成形及取向、脱脂和烧结工艺参数进行了总结，介绍了热塑性体系和水溶性体系枯结剂在注射NdFeB烧结磁体中的应用；将注射成形和传统模压成型的NdFeB磁体性能进行了对比；在分析现状的基础上，指出了现阶段存在的问题和发展方向。     

热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,利用溶剂脱脂和热脱脂方法脱除坯体中粘结剂,并在真空气氛下烧结致密钛合金样品.真空烧结后,经960℃和140MPa热等静压处理,在720~760℃进行1~1.5h退火处理获得的样品微观结构为均匀的双态组织,由许多等轴较小的α晶粒和少量尺寸较小的β晶粒组成.XRD分析结果表明,当退火温度高于800℃时,样品存在Ti₃Al杂质相.     

不同粒度粉末注射成形试样的烧结性能

对平均粒径为65．71μm和9．57μm的316L不锈钢水雾化粉及其混合粉末进行注射成形，探讨在粗粉末中加入细粉末对混合粉末的烧结致密化过程和力学性能的影响。结果表明，在粗粉末中加入25％（质量分数）的细粉末，可以提高粗粉末的烧结活性；烧结样密度达到理论密度的95％，抗拉强度达498MPa，屈服强度达192MPa，伸长率为52％，硬度为HRB60，即在粉末成本增加不多的基础上，力学性能大大超过了单一粗粉末烧结样，基本达到了美国MPIF关于316不锈钢注射成形烧结件的性能标准，为316L不锈钢粉末注射成形较大尺寸件提供了一条可行途径。     

微粉末注射成形

微粉末注射成形技术能够生产具有精密微细结构的零件,并使低成本大规模生产得以实现,通过这种技术有望满足微机电系统(MEMS)所需零部件的要求.本文通过研究微型齿轮结构的粉末注射成形工艺过程,得出较为合理的工艺参数.结果显示,以羰基铁粉为原料成形微型齿轮效果良好,无缺陷的注射坯可以成功地实现脱脂和烧结.     

铜粉末注射成形工艺

用＜74 μm的电解铜粉做原料探索铜粉末注射成形工艺, 重点研究注射参数对生坯的影响及脱脂烧结过程中变形的控制. 脱脂工艺为： 2 ℃/min升温至160 ℃保温60 min, 1 ℃/min升温至250 ℃保温90 min, 2.5 ℃/min升温至400 ℃保温60 min, 4 ℃/min 升温至650 ℃保温60 min. 烧结条件为： 烧结温度950 ℃, 烧结时间90 min. 结果表明： 注射坯的尺寸和质量均随注射温度的升高而下降, 随注射压力和注射速度的增大而增大, 注射参数的变化对注射坯密度影响不大; 在脱脂烧结过程中, 利用填料的支撑作用, 能有效地控制产品变形. 采用粉末注射成形新技术制备的铜制品, 其性能为： 密度8.34 g/cm3, 抗拉强度σb=201 Mpa, σ0.2=71.9 Mpa, 伸长率δ=27.5%.     

金属注射成形钛合金

钛和钛合金具有一系列优异性能,但其机加工性差。金属注射成形（MIM）已成为生产钛合金复杂形状零件的合适工艺。本文综述了MIM Ti,TiAl,Ti-6Al-4V,TiMo等合金的生产工艺和性能。     

粉末微注射成形的现状与展望

粉末微注射成形(Micro Powder Injection Molding,简称μPIM)技术作为一种新兴的微器件加工技术正越来越受到国内外广泛关注并得到了迅速发展,本文系统介绍了微注射成形的概念,μPIM技术的工艺、设备和模具特点,综述了μPIM的国内外研究现状,阐述了μPIM在不同材料中的适用性,列举了典型的现实应用零件,并展望了μPIM研究的发展方向.     

W-Ni-Cu高比重合金注射成形烧结收缩及性能的研究

研究了W-Ni-Cu高比重合金注射成形工艺过程收缩率和性能。比较了模具尺寸、注射坯尺寸、烧结坯尺寸，及烧结阶段各方向收缩率的关系，发现实际收缩与理论预测收缩率较为一致，但在厚度方向存在与其他方向收缩不一致的情形，这与由重力作用产生的塑料流动有关；还探讨了烧结坯密度与烧结条件的关系，测定了烧结坯的力学性能及断口形貌、金相组织，烧结坯在1400℃，90min烧结达到了99％的相对密度，断裂强度600MPa以上。     

注射成形纯钛脱粘和烧结工艺研究

粉末注射成形是制造复杂形状钛及钛合金零件的合适工艺。本文利用氢化脱氢（HDH）钛粉制备注射成形纯钛材料，研究了溶剂脱粘、热脱粘和真空烧结工艺对粘结剂脱除率、烧结显微组织和力学性能的影响。结果表明：溶剂脱粘的适宜温度为50～60℃，4h后可以脱除97％以上的可溶性粘结剂；在随后的真空热脱粘过程中，在200-450℃高温阶段降低升温速率、延长保温时间，有利于脱除剩余聚合物粘结剂；真空烧结温度为1250℃时，烧结致密度可高达98％，但表层易形成硬质TiC相和微量TiO2相；在该温度下烧结1．5h，制品抗拉强度和伸长率分别提高到349MPa和6．4％，继续延长烧结时间会导致拉伸性能下降。     

粉末注射成形在软磁材料中的应用

介绍了粉末注射成形在粘结软磁、烧结软磁生产中的应用、研究开发状况。指出粉末注射成形是能够实现低成本生产新性能、新功能的磁体制造技术，强调利用注射成形技术实现磁性元器件结构功能一体化设计、制造的优势。     

Nd-Fe-B永磁材料的粉末注射成形技术

介绍了目前采用的几种粉末注射成形用Nd-Fe-B磁粉的制备方法及特点;讨论了粘结剂、改性剂及磁场取向对注射成形Nd-Fe-B粘结剂磁体和烧结磁体最终磁性能的影响;指出了注射成形Nd-Fe-B磁体的现在以及潜在的应用市场。在此基础上,指出了今后开展研究工作的方向。     

粉末注射成形制备SmCo磁体烧结工艺对组织的影响

试验探讨了粉末注射成形方法制备2∶17型SmCo磁体在烧结时Sm的挥发与氧化对烧结后组织的影响。结果表明:当烧结炉的真空度良好(≥5×10-3Pa)时,Sm的挥发使烧结组织呈现清晰的层状结构,外层成分严重偏离设计成分,X射线分析显示为Co0.7Fe0.3及Fe2O3结构,从而影响内部组织的致密化。而当烧结炉的真空度较低(<1×10-2Pa)时,Sm的挥发与内部氧化的共同作用,使组织形成多层结构,Sm与氧元素的分布规律基本一致,而挥发的Sm与氧结合生成白色粉末状的Sm氧化物沉积在烧结炉中。烧结组织中层状结构的存在抑制烧结过程中心部的致密化,是导致烧结坯体的致密度较低的重要原因。     

粉末注射成形在永磁材料中的应用

讨论了粉末注射成形在粘结磁体生产中的应用和烧结磁体研究开发的现状。介绍了注射成形用磁粉的多种制造方法,常用注射成形粘结磁体和杂合磁体的基本性能及应用。分析了影响注射成形磁体性能的技术关键。指出了粉末注射成形在生产低成本、高精度、高性能磁体的技术优势。     

粉末注射成形技术

粉末注射成形(PIM或MIM)技术是粉末冶金材料科学的重要发展,它在制造薄壁件和复杂形状件方面具有突出优势。本文综述该项技术的发展状况和工业化进程,介绍了Wiech,Rivers和BASF脱蜡排脂工艺的特点,主要产品品种和机械性能。     

特种粉末选择性激光烧结快速成形技术

近年来,集中先进的激光技术、粉体技术和计算机控制技术的选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,简称SLS)工艺日渐成熟.SLS无需模具就可将金属和非金属粉末直接逐层烧结成近净形致密零件,具有成形灵活性强、周期短、原料广泛等特点,在汽车、造船、机械、航空与航天等诸多领域逐渐得到广泛应用,成为当前成形技术中的一个研究热点和极具发展潜力的前沿技术.该文简要介绍了SLS技术的基本工作原理及工艺过程,以及近年来的研究进展和工程应用情况,并着重讨论了粉末物性等因素对SLS质量的影响.     

助烧体系对注射成形碳化硼陶瓷烧结性能的影响

采用粉末注射成形技术制备碳化硼陶瓷微结构零件,用SiC-Al2O3-Y2O3和SiC-ZrO2两种助烧体系进行烧结。分析助烧体系(SiC-Al2O3-Y2O3和SiC-ZrO2)对零件的致密度、相组成、微观组织和断裂机制的影响。结果表明:添加助烧剂可有效提高碳化硼制品的烧结性能。采用SiC-Al2O3-Y2O3助烧体系烧结的零件由B4C、SiC、B2YC2和YAG等4种相组成,随烧结温度升高,其致密度先增加后减小,在1 950℃烧结时达到最大值,为97.1%。而采用SiC-ZrO2助烧体系时致密度随烧结温度升高而增加,在2 240℃达到最大值,为95.1%,相组成为B4C、SiC和ZrB2相。零件的断裂形式都以穿晶断裂为主,含有一定的沿晶断裂。     

钛注射成形烧结件的生产方法

钛基材料以其质轻、高强、耐腐蚀而列于优等材料,但其工艺性能差,很难加工成形状复杂的零部件．日本太平洋金属公司八户厂制造分厂的金属粉末部采用能生产形状复杂或近终形部件的注射成形法进行了钛部件的生产试验．通常,金属粉末部使用不锈钢材料生产注射成形件,从来没使用过钛这种材料．钛有这样的问题：在脱脂－烧结过程中,钛很容易被氧化、氮化和碳化,很难提高烧结密度．氧、氮、碳是对力学性能有重大影响的间隙元素．尤其是氧含量,随着有机基粘结剂、炉污染等而增加,严重影响烧结件的力学性能． 本文报告了使用纯钛粉末作为原…     

降低成本 发展钛粉末注射成形产业

自从10多前年第一个钛粉末注射成形工业产品问世以来,注射成形钛基材料的应用一直在逐年增长,随着技术的进步和粉末成本的降低,其应用增长速度正在加快。(1)钛和粉末注射成形(PIM)先进材料是提高产品应用性能的关键,钛合金是其中最重要的一种。但其应用因成本太高而导致了对低成本工艺的研究,包括粉末冶金和PIM。金属PIM是在塑料注塑成形的基础上发展起来的,是一种有效的低成本生产工艺,适于小型(一般400g以下)而形状复杂零件的生产,基本工艺为粉末与粘结剂混合→注射成形→溶剂脱脂→热脱脂/预烧→烧结。粘结剂除去的方法有热…