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。     

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.     

YG8硬质合金聚甲醛基黏结剂注射成形工艺的研究

采用以聚甲醛（POM）为主要组元的多组元黏结剂,进行WC-8%Co(YG8)硬质合金注射成形。考察了注射温度、注射压力、保压压力等注射工艺参数对注射生坯组织性能的影响,在草酸气氛中对注射生坯进行催化脱脂后,在真空烧结炉中进行热脱脂和烧结。实验结果表明,在注射温度175℃、注射压力10 MPa、保压压力9 MPa、保压时间5 s、模温60℃的注射工艺下,可获得密度较高且无缺陷的注射生坯。在脱脂温度135℃、草酸气体通入速率10 g·min-1、氮气通入速率50 mL·min-1、脱脂时间8 h的催化脱脂工艺下,注射生坯中POM的脱除率可达到97%以上。在1420℃下真空烧结90 min,可获得相对密度超过99%、抗弯强度和硬度HRA分别达1872 MPa、89.5,钴磁为7.2%的YG8硬质合金烧结体。     

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％．     

陶瓷注射成型脱脂方法对ZrO2陶瓷性能的影响

利用超临界CO2流体、溶剂和热处理3种方法对ZrO2陶瓷注射成型坯体进行脱脂,并对试样进行了一系列的性能测试.实验结果显示,脱脂方法对陶瓷性能有较大的影响.超临界流体脱脂克服了热脱脂的开裂、变形等各种缺陷,使烧结件获得较好的力学性能,平均抗弯强度σ为1074MPa，Weibull模数m达到18．93，高于利用溶剂脱脂的烧结件（σ=1038．4MPa，m=13．28）和热脱脂烧结件（σ=983．5MPa，m=7．59）。此外，超临界CO2流体脱脂、溶剂脱脂可使陶瓷注射成型脱脂时间大大减少，脱脂过程约缩短到热脱脂的1／20。     

烧结工艺对超细WC-6%Co-0.6%(VC/Cr_3C_2/TaC)硬质合金性能的影响

硬质合金的性能随烧结工艺的不同而会发生变化,本文在1 380℃,经真空烧结和压力烧结(4 MPa)制备超细WC-6%Co-0.6%(VC/Cr3C2/TaC)(质量分数)硬质合金,分别采用SEM分析、XRD检测、钴磁检测、矫顽磁力检测、洛氏硬度检测、抗弯强度检测等方法,对比研究了真空烧结和压力烧结对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与真空烧结相比,压力烧结提高了合金的相对密度,降低了孔隙度,从而提高了合金的综合性能。本次实验中,压力烧结条件下制备的合金相对密度为99.4%,孔隙度为A02B00,硬度为93.8 HRA,TRS为1 830 MPa。     

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。     

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.     

注射成型制备碳化硅陶瓷材料

以高纯SiC微粉为原料，添加碳化硼、碳为烧结助剂，研究了利用注射成型技术生产碳化硅陶瓷复杂件的工艺。选择了一种石蜡基多聚物粘结剂体系，在粉体体积分数为52％时，喂料的最佳注射参数是：注射温度160～170℃，注射压力为100-110MPa，采用溶剂脱脂加上热脱脂的二步法脱脂工艺，在氩气氛下，将烧结坯体于2100℃，保温1h进行固相烧结后，得到的碳化硅陶瓷复杂件密度为3．08g／cm^3，致密度为96％。     

硬质合金注射成形脱脂过程中的碳含量控制

研究了不同脱脂气氛 (不同比例N2 与H2 的混合气体 )和脱脂方法 (热脱脂、溶剂脱脂 热脱脂、冷凝蒸汽脱脂 热脱脂 )对PIM硬质合金脱脂坯及合金碳含量的影响。结果表明 :N2 热脱脂粘结剂容易以炭黑的形式残留在脱脂坯中 ,造成合金增碳 ;H2 热脱脂导致合金脱碳 ;75 %N2 2 5 %H2 (体积分数 )混合气体热脱脂既能有效地脱除粘结剂 ,又能保证合金碳含量相对稳定 ;溶剂脱脂和冷凝溶剂脱脂能显著缩短脱脂时间 ,而且由于高温保持时间短 ,在后续热脱脂过程中采用H2 作保护气也可获得满意的碳含量 ,说明该方法对工艺条件的适应性强。通过调整热脱脂高温保持时间 ,可在一定范围内对脱脂坯的碳含量进行调整 ,说明过程的可调控性好。与溶剂脱脂相比 ,冷凝蒸气脱脂粘结剂脱除率更高 ,脱脂坯有较高的强度 ,有效地防止了脱脂坯软化变形的现象。     

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.     

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     

THERMAL DEBINDING MECHANISM OF METAL INJECTION MOLDING COMPACTS IN VACUUM

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

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。     

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。     

LOW TEMPERATURE THERMAL DEBINDING BEHAVIOR OF WAX-BASED MULTI-COMPONENT BINDER FOR TUNGSTEN HEAVY ALLOY

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰｏｗｄｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｕｌｄｉｎｇ（ＰＩＭ）ｉｓａｎｅｗｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｎｅａｒｎｅｔｓｈａｐｅｐａｒｔｓｗｉｔｈａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｏｗｃｏｓｔ,ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ...     

Pore opening and binder flow during initial stage of thermal debinding in MIM

1　INTRODUCTIONMetalinjectionmolding(MIM )isanet shapingtechnology ,whichhasthecharacteristicsoftheplas ticinjectionmoldingandconventionalpowdermetal lurgy(PM ) .MIMenablestheproductionofproductswithgreatershapecomplexity ,andwithbetterper formances.This processconsistsofthefollowingsteps :certainamountofbinderisblendedwithprop erpowders ,inorderforpreparingsuitablefeed stockstoinjection ;afterinjectionmolding ,partsarede boundandthensinteredandinthiswayfinalproductsareformed[1,2 ] .Th…     

Thermal debinding dynamics of novel binder system

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＢｉｎｄｅｒｐｌａｙｓａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｌｐａｒｔｏｆｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｌｏｗａｎｄｋｅｅｐｉｎｇｓｈａｐｅｓｉｎｔｈｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｚｉｎｇ ｐｏｗｄｅｒｅｘｔｒｕｓｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ[1] .Ｎｏｗ ,ｎｅｗｂｉｎｄｅｒｓｙｓｔｅｍｓ[2～ 9] ａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｍｕｔｌｉ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏａｓｔｏｃｈａｎｇｅｔｈｅｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｄｅ ｂｉｎｄｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｂｉｎｄ…     

催化脱脂型粘结剂组分的相容性

对催化脱脂型粘结剂组分的相容性进行研究,对催化脱脂型粘结剂组元的溶解度参数进行热力学计算,采用DSC和扫描电镜分别对粘结剂进行热分析和端口形貌观察来表征粘结剂组元的相容性。结果表明:粘结剂主要组元聚醋酸乙烯(EVA)分别与聚甲醛(POM)和高密度聚乙烯(HDPE)均具有较好的相容性;m(POM)/m(HDPE)/m(EVA)为75/5/1时表现出良好的工艺相容性;设计了以75POM-5HDPE-1EVA(质量分数)为主要组元,同时添加一定量改性剂(石蜡(PW)、邻苯二甲酸二辛醋(DOP)和硬酯酸锌(ZS))的催化脱脂型粘结剂,该粘结剂与93W-Ni-Fe复合粉经混炼制得了均一、稳定的喂料。