Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z永磁体注射成形坯溶剂脱脂工艺的研究

本文对Sm(Co0.721Cu0.08Fe0.174Zr0.025)7.5注射成形坯进行了溶剂脱脂实验,通过溶剂、温度、装载量和生坯厚度对脱脂速率的影响,分析了注射坯的溶剂脱脂工艺过程.结果表明在溶剂中添加植物油能有效地抑制脱脂过程中注射坯开裂,并且粘结剂的脱除率可达70%以上;溶剂脱脂的初期主要受扩散反应控制、随着脱脂温度升高和装载量降低,脱脂速率增加,脱脂的后期溶解成为脱脂的主要控制性环节,温度和装载量对脱脂速率的影响与起始阶段相反;注射坯越厚,粘结剂的脱除率越低.     

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%.     

440C不锈钢金属注射成形工艺研究

本文探索了440C不锈钢的注射成形工艺,对脱脂、烧结等关键工艺进行了研究,分析了烧结温度对变形的影响.结果表明:采用两步脱脂法可得到无缺陷的脱脂坯;严格控制烧结温度是获得无变形烧结样的关键.合适的440C不锈钢注射成形工艺为:用二氯甲烷溶剂,在37℃脱除坯体中可溶性粘结剂组元,在升温速率为2.0℃/min、最高脱脂温度950℃、保温时间为1h和Ar脱脂气氛条件下脱除坯体中剩余粘结剂;当烧结温度为1 270℃,保温时间为60min时,440C不锈钢样品热处理后的性能为:密度7.24 g/cm3,硬度为50 HRC.     

YG8硬质合金注射成形脱脂工艺的研究

采用传统蜡基和(油+蜡)基改进型两种粘结剂,对粒度为1.97μm的WC-8Co混合粉末注射成形,研究了两种喂料的热脱脂、溶剂脱脂+热脱脂工艺,确定了热脱脂、溶剂脱脂+热脱脂的优化工艺路线。从脱脂速度和脱脂时间、脱脂缺陷和脱脂工艺控制的难易程度等方面比较了两种粘结剂的热脱脂和溶剂脱脂效果。研究了热脱脂温度、时间、不同脱脂方式以及粘结剂组成对脱脂坯碳含量的影响。结果表明,以氢气为脱脂气氛,在450℃以下进行热脱脂可以将有机聚合物完全脱除而且不产生脱碳,溶剂脱脂后再进行热脱脂更有利于控碳和减少脱脂缺陷,而且大大缩短脱脂时间。(油+蜡)基改进型粘结剂在热脱脂和溶剂脱脂时具有更好的脱脂特性。     

YG8硬质合金注射成形脱脂工艺的研究

采用传统蜡基粘结剂和（油＋蜡）基改进粘结剂两种粘结剂，对粒度为1．97μm的WC-8Co混合粉末注射成形，研究了两种喂料的热脱脂、溶剂脱脂＋热脱脂工艺，确定了热脱脂、溶剂脱脂十热脱脂的优化工艺曲线。从脱脂速度和脱脂时间、脱脂缺陷和脱脂工艺控制的难易程度等方面比较了两种粘结剂的热脱脂和溶剂脱脂效果。研究了热脱脂温度、时间不同脱脂方式以及粘结剂组成对脱脂坯碳含量的影响。结果表明，以氢气为脱脂气氛，在450℃以下进行热脱脂可以将有机聚合物完全脱除而且不产生脱碳，溶剂脱脂后再进行热脱脂更有利于控碳和减少脱脂缺陷，而且大大缩短脱脂时间。（油＋蜡）基改进粘结剂在热脱脂和溶剂脱脂时具有更好的脱脂特性。     

粉末注射成形石蜡基成形剂的脱除工艺

采用两步脱脂法(溶剂脱脂和热脱脂)脱除316L不锈钢粉末注射成形坯中的石蜡基成形剂,对溶剂脱脂工艺和脱脂机理进行研究.结果表明:三氯甲烷、溶剂汽油、四氯化碳3种不同的溶剂中,溶剂汽油具有较优异的脱脂效应:选择合适的温度可提高脱脂效率,注射坯在50℃的溶剂汽油中脱脂5 h,石蜡脱除率可达80%以上,并且坯体形状保持良好....     

粉末注射成形硬质合金表带热脱脂工艺的研究

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4个阶段及理论脱脂曲线,采用实验对该脱脂曲线进行校正和条件优化,得出了较理想的实际热脱脂曲线;研究了热脱脂工艺对硬质合金碳含量控制的影响.研究结果表明,采用露点低、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.     

WC-10Co-1TaC硬质合金异形刀片注射成形与合金性能的研究

采用粉末注射成形工艺制备了合金成分为WC-10Co-1TaC的硬质合金抗弯试样和可转位异形刀片。采用电子扫描显微镜、光学显微镜、万能电子力学试验机、钴磁测量仪等对样品的形貌、组织以及力学性能进行研究分析。研究结果表明:采用溶剂脱脂+热脱脂的脱脂方式,可以很好地控制脱脂过程产生的开裂、变形;理想的溶剂脱脂温度为40℃,溶剂体积与样品体积比为7∶1,脱脂时间为6h,脱脂率为50%;理想的热脱脂工艺为:以2℃/min的升温速率从室温升到420℃并保温45min。烧结样品的抗弯强度为2200MPa,硬度(HV30)为1350MPa,矫顽磁力(Hc)为10.7kA/m,钴磁(Com)为9.4,达到制品的性能要求。     

注射成形硬质合金制品的缺陷及性能分析

采用粉末注射成形工艺制备硬质合金,系统研究采用2种具有相同组元和不同配比的石蜡基粘结剂时,注射成形、溶剂脱脂、热脱脂-烧结等各工序的缺陷成因及影响因素.研究结果表明:粘结剂组成对注射缺陷、溶剂脱脂缺陷与溶剂脱脂率有很大影响,从而对最终的烧结合金性能和显微组织结构产生重大影响.通过采用降低热脱脂温度和缩短热脱脂时间,并在1 410℃时进行气压烧结的2种热脱脂-烧结工艺,可解决合金碳含量偏低的问题并提高合金致密化程度,制备出性能优异的YGl0X硬质合金.其抗弯强度分别达到2 723 MPa和2 370 MPa,比传统模压-烧结法制备的硬质合金提高670～1 023 MPa.     

纯钼注射成形工艺的研究

研究了纯钼注射成形工艺过程,包括钼粉的预处理、混料、脱脂和烧结工艺.研究表明,球磨后的粉末装载量可以达到50%,经适当的注射工艺、直接热脱脂和烧结工艺,得到了无缺陷的烧结坯,烧结坯的密度随烧结温度的升高而增大,在烧结温度为1850℃,烧结时间为120min时,达到最大值9.70g/m3,抗拉强度为200MPa,硬度为193HV10.     

水雾化不锈钢粉末注射成形坯的溶剂脱脂技术

采用多组元聚合物蜡基粘结剂体系,进行水雾化316L不锈钢粉注射成形,研究溶剂脱脂温度、粉末装载量、试样厚度、粉末粒度等工艺参数对溶剂脱脂率的影响.结果表明,脱脂温度越高、粉末装载量越低、试样厚度越薄、粉末粒度越小,则粘结剂脱除率越大.文中首先分析讨论了脱脂可能的速率控制步骤,再通过实验结果对速率控制步骤进行判定,认为脱...     

粉末注射成形蜡基粘结剂溶剂脱脂行为研究

以YG8硬质合金为实验对象,研究了蜡基粘结剂注射成形生坯的溶剂脱脂行为,考察了时间、温度、生坯形状、厚度、表面积、粉末装载率和液固比对脱脂速率的影响,分析讨论了各因素影响脱脂速率的原因.结果表明:溶剂脱脂速率随温度升高而升高,随时间的延长而降低;脱脂初期扩散是控制性环节,温度是影响反应速率的主要因素,脱脂后期溶解成为控制性环节,浓度差减为影响反应速率的主要因素;液固比越大,脱脂速率越快,粘结剂最终脱除率越高;生坯粉末装载率越高,脱脂速率越慢,粘结剂最终脱除率越低;生坯形状对脱脂速率影响表现为样品厚度和表面积的影响,回归分析表明,脱脂速率与生坯表面积成正比,与生坯厚度的平方成反比.     

316L不锈钢注射成形坯的热脱脂过程

利用TGA和汞压测孔仪研究了316L水雾化不锈钢粉末和多组元石蜡基粘结剂金属注射成形(MIM)坯的热脱脂过程,从微观和动力学方面分析和比较了在真空和氢气保护下脱脂过程中的孔隙结构变化和粘结剂的流动及分布,对含不同低分子量组元的粘结剂和不同升温速率条件下的热脱脂速度进行了分析和讨论,结果表明,真空条件下的热脱脂速度比氢气气氛下的热脱脂速度更快,同时,孔径大小和孔隙体积分布相对于氢气气氛条件下的分布更不均匀,而且缺陷的控制更为困难,其内在原因是真空条件下生坯内的气体压力要大于环境气压以及不同热脱脂环境导致热脱脂过程中的孔隙结构变化。     

Comparative study of pore structure evolution during solvent and thermal debinding of powder injection molded parts

The solvent debinding process has been widely accepted in the powder injection molding (PIM) industry due to its short debinding cycle. In the current study, specimens were immersed in a heptane bath for different lengths of time, and the pore structure evolvement in the compact was analyzed. Mercury porosimetry analyses and scanning electron micrographs showed that the binder extraction started from the surface and progressed toward the center of the compacts. As the debinding contin-ued, the pores grew and were widely distributed in size. This pore structure evolvement was different from that of straight thermal debinding in which the pore size distribution was quite narrow and the mean pore diameter shifted toward smaller sizes as debinding time increased. After the soluble binders were extracted, parts were subjected to a subsequent thermal debinding during which these pores served as conduits for decomposed gas to escape. Concurrently, the remaining binder became fluidlike and was redistributed within the compact due to capillarity. This pore structure, as observed from the mercury intrusion curves, showed a sharp increase in the pore volume at the 0.8-μm size, followed by a series of fine pores, which is different from the pore structure of straight thermal debinding. The difference in the pore structure evolvement between solvent and thermal debinding and its effect on the debinding rate are discussed.     

Fe-2Ni注射成形的溶剂脱脂

对石蜡-油-聚烯烃粘结剂溶剂脱脂相关问题进行了研究,包括溶剂和聚合物种类对脱脂过程的影响,以及脱脂坯强度、脱脂后干燥、溶剂回收等,结果表明:用二氯甲烷作溶剂,脱脂速率高于三氯甲烷;温度升高,溶剂脱脂速率增加,脱脂速率可达到2mm/h;乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作聚合物组分,溶剂脱脂后开裂,这与EVA在溶剂中溶胀率较大有关;坯块强度随脱脂进行而降低;石蜡-油在溶剂中累积使脱速率有所降低,可通过蒸馏方法使溶剂回收,回收率可超过95％(质量分数)。     

Finite element investigation of backbone binder removal from MIM copper compact

Abstract

Finite element (FE) model based on kinetic analysis was developed to describe the thermal debinding process of previously solvent debinded metal injection moulded (MIM) copper compacts. Thermophysical properties (specific heat, density, thermal diffusivity and thermal conductivity as a function of temperature) of MIM copper compact were measured using differential scanning calorimeter, laser flash analyser, thermogravimetry analyser and pushrod dilatometer. The proposed model is solved numerically to study binder removal and binder distribution during thermal debinding. The investigations included the analysis of residual (backbone) binder content for cylindrical MIM copper compacts at different temperatures and positions. The FE calculations are strongly based on measured thermophysical data and kinetic analysis of copper system. The FE simulated and experimental results were compared to validate the underlying FE model based on FE temperature field calculations. Drawing the real furnace temperature conditions in finite calculation can result in obtaining more accurate data.     

注射成形钨合金用新型粘结剂的研究

针对形状异常复杂的大钨环和大直径(≥20．00mm)的钨棒在注射成形中存在的问题。综合利用了蜡基粘结剂与油基粘结剂的优点，研究制备一种多组元油 蜡塑料体系改性粘结剂OP3010。研究对比了该种粘结剂与传统蜡基粘结剂和油基粘结剂对注射料流变性、热性能及注射坯脱脂的影响。由此种新型粘结剂组成的注射料具有流变性好、注射工艺稳定、注射压坯强度高、注射温度范围宽、易于脱模等特点，可以成功制备无缺陷的大钨环、大钨棒弹芯材料的注射坯。该粘结剂在溶剂脱脂时脱除速度快，粘结剂脱除量大，可达74％左右。而且脱脂后的毛坯强度高、不变形。可成功实现大钨棒和钨环的脱脂，并制备综合力学性能高的散弹和弹芯材料。