粉末注射成形钛合金溶剂脱脂过程研究

研究粉末注射成形(PIM) Ti-6A1-4V注射坯的溶荆脱脂行为,分析了脱脂温度、溶剂种类、注射坯形状对脱脂率的影响.结果表明,脱脂温度对注射坯的溶剂脱脂行为影响显著,随着脱脂温度的升高,脱脂率增加;而注射坯的形状对脱脂率的影响不显著.通过对溶剂脱脂动力学分析表明,正庚烷的活化能为40.39 kJ·mot-1·K-1,大于二氛甲烷的活化能(38.41 kJmot-1·K-1);在相同温度下,正庚烷的扩散系数高于二氛甲烷的.     

粉末注射成形冷凝蒸气脱脂过程研究

提出了粉末注射成形冷凝蒸气脱脂新方法，介绍了其工作原理，考查了脱脂温度、时间对粘结剂脱除率的影响。根据Fick第二定律建立了粉末注射成形平板试样、球形试样和圆棒试样冷凝蒸气脱脂过程的数学模型，并给出了该模型的1种图形解法。实验结果表明：该方法脱脂效率高，脱脂坯强度大。利用所建立的机理模型和图形解法可以对简单规则形状成形坯的脱脂过程进行预测，预测结果与实验结果很好的吻合。     

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     

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。     

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％．     

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。     

钛合金的粉末注射成形和烧结

作为结构材料钛及钛合金以其比强度高、耐蚀性好等优异的性质而著称。由于其难以切削加工,适合采用近净成形的精密铸造和粉末冶金等方法来生产零部件。尤其是用粉末冶金方法生产,不但能够降低成本,而且还可利用热等静压生产出密度高、疲劳性能优异的飞机零部件。最近,采用更利于近净成形的粉末注射成形法,进行了手表、医疗、飞机等领域的钛及钛合金零部件的开发研究。 粉末注射成形法作为高密度、高强度且三维形状复杂的零部件的生产方法,在１０年间确立了其地位。目前用此方法已成功地开发出了机械性能与熔炼加工材相当的Ｔｉ及Ｔｉ…     

316L不锈钢注射成形溶剂脱脂工艺的研究

以粒度为38μm的316L不锈钢注射成形生坯为研究对象,分析了脱脂温度、脱脂时间、生坯厚度及溶剂种类对溶剂脱脂脱脂率的影响.结果表明:采用正庚烷+乙醇+花生油溶剂时,脱脂坯缺陷较少;当脱脂温度为45℃,脱脂时间为12h时,脱脂率可达36%.     

注射成形铜/钨复合材料溶剂脱脂行为研究

以注射成形铜/钨复合材料生坯为研究对象,采用二氯甲烷为溶剂,对成分为CuW5以及CuW15的两种成分的生坯,采用不同粉末装载量、不同形状的试样进行溶剂脱脂。重点考察了溶剂脱脂工艺参数对脱脂行为的影响,还就坯件本征特点对于溶剂脱脂行为的影响进行了分析探讨,最后计算了本实验条件下,用二氯甲烷脱脂的动力学参数,为后续实验条件的设定提供了理论依据。实验结果显示,脱脂温度与时间对于溶剂脱脂是综合外因;在研究脱脂行为时,考虑坯件本体特征的影响十分重要,坯件厚度对于溶剂脱脂影响很大,形状的复杂性几乎不影响脱脂率。粉末形态不够规则,生坯内部孔隙多,溶剂脱脂更易持续进行,达到更大的脱脂量。脱脂初期脱脂速率由扩散控制,呈线性变化,当脱脂时间达到10h以后,脱脂速率将转变为由溶解和扩散混合控制。     

粉末注射成形热塑-热固粘结剂的脱脂工艺

研究了热塑-热固性粘结剂RG1-2的固化机理及固化动力学,结果表明:固化过程中发生了双氰胺中氨基与环氧基的加成反应、环氧基的醚化反应、氰基本身的反应及其与环氧基的反应.外推法得到固化起始温度ti、峰顶温度tp、峰终温度tf分别为157、177和206℃,固化反应的活化能为112.5kJ/mol.根据固化动力学参数和粘结剂其它组元的性质,制定了适宜的脱脂工艺制度.研究了脱脂工艺对粘结剂脱除量、脱脂坯强度、碳含量的影响.制备了力学性能优良、尺寸精度高的PIM硬质合金制品.     

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。     

金属注射成形坯料的虹吸-热二步脱脂工艺研究

研究了温度、时间对金属注射成形坯料虹吸脱脂的影响，以及虹吸脱脂对后续热脱脂升温速率的影响。研究结果表明，采用虹吸脱脂法，在140℃脱脂3h条件下，固体石蜡（PW）的脱除率可达73％，脱除了坯料中大部分的PW，为后续热脱脂的快速升温提供了方便，虹吸-热二步脱脂法极大的缩短了脱脂时间。     

陶瓷注射成型热脱脂与水基脱脂的机理研究

分别对Y-TZP陶瓷粉的石蜡基热脱脂体系和水溶性的聚乙二醇（PEG）基水脱脂体系的脱脂过程和机理进行了研究。研究表明，由石蜡基注射料在空气中的热失重曲线制定的脱脂制度，脱脂过程耗时47h；而通过宽分子量的PEG得到水基粘结剂体系，注射成型后的坯体在40℃的水中浸泡2h，可以除去65％的PEG，坯体外观良好。通过SEM证明了此时形成了由外到内的孔道；然后可以不用埋粉进行快速热脱脂，6h可基本脱除剩余粘结剂。最后，2种脱脂体系均得到了强度高于800MPa的烧结样条。     

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。     

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。     

陶瓷注射成型超临界CO2流体脱脂工艺研究

利用超临界CO2流体萃取技术从陶瓷注射成型坯体中萃取有机粘合剂。对陶瓷注射成型中所使用的有机载体组分进行研究,对陶瓷注射成型超临界CO2流体脱脂的工艺条件进行了探索,研究了不同萃取压力,温度及时间对萃取率和陶瓷坯体脱脂质量的影响。结果显示利用40％～50％(质量分数,下同)非极性分子有机物石蜡(PW)与30％～40％极性分子有机物聚丙烯(PP)及20％硬脂酸(SA)组成陶瓷注射成型熔体中的有机载体,在压力P=30MPa,温度T=58℃的超临界CO2流体中脱脂可在较短的时间内获得无缺陷的陶瓷注射成型生坯。     

金属注射成形的脱脂临界厚度

通过对脱脂动力学的分析，发现在脱脂过程中，存在动力学控制步骤转化的过程，提出了临界厚度的概念。临界厚度越大，意味着脱脂初始阶段升温速率可以较快，脱脂所需时间可以相对缩短。临界厚度越小，那么脱脂初始阶段必须缓慢升温，以免产生鼓泡、裂纹、变形等缺陷。生产实践中临界厚度越大，脱脂处理越容易进行。对脱脂过程中控制步骤的理论计算，得到脱脂临界厚度与粉末大小、脱脂温度和装载量的关系：临界厚度与粉末颗粒大小成正比，粉末颗粒越大，临界厚度也大；临界厚度与保温温度成反比关系，温度越高，临界厚度越小；临界厚度与装载量成反比，装载量越高，临界厚度越小。