粉末注射成形蜡基粘结剂溶剂脱脂行为

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、粉末装载量和液固比对脱脂速率的影响,分析了各因素影响脱脂速率的原因.研究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,温度是影响脱脂速率的主要因素,脱脂后期溶解成为控制性环节,浓度差成为影响脱脂速率的主要因素;液固比越大,则脱脂速率越快,粘结剂最高脱除率越高;生坯粉末装载量越高,则脱脂速率越慢,粘结剂最高脱除率越低;生坯形状对脱脂速率影响的本质是生坯厚度和表面积的影响;脱脂速率与生坯表面积成正比,与生坯厚度的平方成反比.     

注射成形316L不锈钢粘结剂热脱脂行为和工艺

对石蜡 ( PW)基多组元粘结剂体系中组元的热脱脂行为和注射成形 316 L不锈钢的热脱脂工艺参数 ,包括样品厚度、温度和升温速率进行了研究。实验表明 ,温度和升温速率控制不当将导致脱脂缺陷的产生 ,温度小于 2 80℃时 ,脱脂量的对数与厚度的倒数成比例。     

粉末注射成形技术之理论基础--评《粉末注射成形流变学》

粉末注射成形技术源于20世纪20年代一种叫热压铸的成形技术,当时已用这一技术成功地生产了汽车用的火花塞等少数几种产品.20世纪50年代,用环氧树脂作为粘结剂,试制了大量硬质合金、难熔金属、陶瓷的试验样品,预示着这一技术在这些难制备、难加工材料中应用的特殊地位.     

注射成形AlN高导热陶瓷蜡基粘结剂

研究并开发了一种适合于AlN陶瓷注射成形的蜡基多聚合物粘结剂 .通过理论计算分析了所用粘结剂组元的热力学相容性 ,利用毛细管流变仪测量了喂料的流变性能 ,通过热重分析方法研究了粘结剂的热分解行为 ,有效地指导了脱脂工艺的设计 ,并通过考察不同温度下的脱脂形貌研究了脱脂工艺的合理性 .研究结果表明 :当粉末装载量为 6 1%时 (体积分数 ) ,该粘结剂体系和粉末能够均匀、顺利地混合 ,喂料的流变因子范围为 0 .70～ 0 .76 (15 0℃ ) ,体现出典型的假塑性流体特征并具有良好的注射性能 ;喂料有一定的温敏性 ,但是对注射压力的变化不敏感 ,最佳注射温度范围为 15 0～ 16 0℃ ;该多聚合物粘结剂在脱脂过程中能够起到优良的形状维持作用 ,对于厚度在 8mm的AlN零件 ,热脱脂总时间为 6 0h左右 ;该粘结剂体系是一种性能优异、适合于AlN陶瓷注射成形的粘结剂 .     

注射成形AIN高导热陶瓷蜡基粘结剂

研究并开发了一种适合于AIN陶瓷注射成形的蜡基多聚合物粘结剂.通过理论计算分析了所用粘结剂组元的热力学相容性,利用毛细管流变仪测量了喂料的流变性能,通过热重分析方法研究了粘结剂的热分解行为,有效地指导了脱脂工艺的设计,并通过考察不同温度下的脱脂形貌研究了脱脂工艺的合理性.研究结果表明当粉末装载量为61%时(体积分数),该粘结剂体系和粉末能够均匀、顺利地混合,喂料的流变因子范围为0.70～0.76(150℃),体现出典型的假塑性流体特征并具有良好的注射性能;喂料有一定的温敏性,但是对注射压力的变化不敏感,最佳注射温度范围为150～160℃;该多聚合物粘结剂在脱脂过程中能够起到优良的形状维持作用,对于厚度在8m的AIN零件,热脱脂总时间为60h左右;该粘结剂体系是一种性能优异、适合于AIN陶瓷注射成形的粘结剂.     

金属粉末注射成形用石蜡-油-聚乙烯粘结剂

研制了用于Fe-2Ni粉末注射成形的石蜡-油-聚乙烯粘结剂,选择了石蜡和聚乙烯组分,考察了油的加入对组分相容性、生坯强度、粉末装载量、喂料比热容、溶剂脱脂速率的影响.实验结果表明石蜡-油-聚乙烯粘结剂是热力学不相容的体系;油的加入降低了混炼扭矩、最大粉末装载量和生坯强度,但同时也减少了注射缺陷,并使溶剂脱脂速率增大;加入该粘结剂,可使Fe-2Ni粉末装载量(体积分数)达60％,生坯强度达5.5MPa,溶剂脱脂速率大于2mm/h.     

氢化-脱氢钛粉末注射成形工艺实验研究

以氢化-脱氢（HDH）钛粉为原料,采用PW/LDPE／PP／SA粘结荆体系共混注射喂料,经溶剂脱脂、热脱脂、真空烧结后得到致密纯钛,力学测试和金相观察表明：HDH钛粉末注射工艺可以获得组织均匀、力学性能较好的钛制件．     

金属注射成形石蜡基粘结剂体系的性质

采用石蜡作为粘结剂第一组元,选择不同种类的聚合物作为第二组元,对几种石蜡基粘结剂和喂料的密度、表面张力、润湿角、热容、熔点、粘度、热解行为等特性进行了研究,探讨了粘结剂体系的各种性能及其性能与组成的关系,这对于粘结剂的设计和开发具有重要的意义．     

PIM热脱脂工艺过程的SEM分析及机理探讨

主要通过粉末注射成形（ＰＩＭ）生坯热脱脂过程的ＳＥＭ分析，考察了单组元粘结剂及多组元粘结剂体系生坯在常压及真空热脱脂过程中液相分布及孔隙结构的变化。通过比较分析，提出了由环境压力、毛细管力及渗透压相互作用的热脱脂过程机理模型。     

粉末注射成形喂料的流体动力学

本文通过合并近年来报道的高聚物和颗粒物质的流体力学理论,提出了一个描述其混合物—粉末注射成形喂料宏观力学行为的新理论.与传统的喂料非牛顿流体力学相比,该理论多出了颗粒温度和两个弹性应变张量（分别表征高聚物和颗粒物组元）等状态变量,能全面描述喂料中出现的颗粒骨架和高聚物的弹性效应.对平面定常剪切流动情形,它简化为表观剪切黏度性质与喂料一致的非牛顿流体力学方程,表明新理论包含了传统喂料理论,因此可用于研究其适用前提,和包括法向应力差系数在内的流变学参数.本工作除有助于研究复杂多相系统连续力学方程的建立方法外,还将对粉末注射成形领域关注的喂料动力学分析提供一条新途径.     

硬质合金模压工艺成型剂的研究

总结介绍了目前国内外硬质合金生产中主要使用的几种成型剂:橡胶成型剂、石蜡成型剂、PEG、SBS高分子成型剂等。具体阐明了各种成型剂的不同性能,硬质合金生产对成型剂的具体要求和目前国内外成型剂的研究现状,最后展望了未来国内外硬质合金成型剂的发展趋势。     

氧化铝陶瓷注射成型用黏结剂及混料工艺研究

采用注射成型制备氧化铝陶瓷,分析了热塑性黏结剂含量、混料工艺对氧化铝陶瓷粉末注射成型浆料的流变性、成型性及注射生坯性能的影响.用TG-DSC分析了蜡基黏结剂体系的热特性,用SEM分析了注射成型生坯的显微结构.试验结果表明:选取聚丙烯、石蜡、硬脂酸3种黏结剂的质量比为20∶70∶10,氧化铝质量分数为80%,采用加热搅拌方式进行混料并结合一定的注射成型工艺,可得到成分均匀、无变形、无缺陷的氧化铝陶瓷生坯试样,烧结后试样的密度和抗弯强度较高.     

STL格式的PIM仿真软件前处理系统

在粉末注射成形(PIM)仿真软件的前处理部分,需要由三维CAD实体模型生成三角形网格.为了实现PIM仿真软件的前处理系统,提出了一种生成三角形网格的算法,它从STL格式文件中获取网格边界,并且将边界离散化,然后由离散化的边界点自动生成有限元网格.根据该算法,实现了粉末注射充模仿真软件MoldFill的前处理系统,给出了一个网格生成的实例,在实例中生成节点865个,三角形单元1752个,占用CPU时间0.125s.此算法可以适应任意形状的单连通或多连通域实体,较好地解决了前处理系统的网格生成问题,对于同类型的CAE仿真软件开发具有参考价值.     

粉末注射成型氧化锆喂料的制备及成型研究

制备包含以石蜡(SW)、硬脂酸(SA)和高密度聚乙烯(HDPE)为主的黏结剂体系和氧化锆粉料的喂料,来研究氧化锆粉末的注射成型工艺.通过喂料的制备、注射成型、脱脂、烧结和一系列的测试,分析了黏结剂体系在混料过程中的分散情况和作用,确定了合适的热脱脂及烧结升温制度以及成型剂大量脱除的温度区间.在此系列实验中,发现在某一固含量时,混料的均匀性及成型性最佳,烧结后制品的烧结密度达到最高且表观良好,可获得高致密度的注射陶瓷制品.     

PMMA在MIM后续热脱脂过程中的分解行为

金属粉末注射成形 (MIM)粘结剂中高分子物质的分解和排除是一个较缓慢的过程 ,对这一过程进行理论研究 ,有助于指导粘结剂的设计和脱脂过程优化 .为此 ,当Fe 2Ni粉末的注射成形坯经充分溶剂脱脂后 ,用热重法对坯块中的PMMA的热分解行为进行了理论研究和实验验证 .假设进行一级反应 ,根据各种升温速率的热重计算结果 ,得到了喂料中PMMA热分解反应速率的理论计算表达式 :ln(1-α) =1 33× 10 9t·exp(- 1479/T) ;对厚度为 6 .37mm的注射坯充分溶剂脱脂后 ,验证了坯块中PMMA分解速率 ,发现在 35 0℃和 40 0℃时等温脱脂的速率与理论值较接近 ,但低于理论值 ;经过优化 ,对 6 .37mm厚的注射坯 ,采取 5～ 10℃ /min的升温速度升温 ,可在 2h内完成热脱脂过程     

采用石蜡基粘结剂体系制备注射成形Sm_2Co_(17)永磁体

选择石蜡基热塑性粘结剂,采用粉末注射成形(PIM)工艺制备烧结Sm2Co17永磁体. 粘结剂由PW、HEPE、LEPE、PP和SA组成,通过分析喂料流变性能和磁体残碳含量,确定合适的组元配比(质量比)为PW∶LEPE∶PP∶SA＝7∶1∶1∶1. 在氩气和氢气混合气氛下热脱脂,永磁体的碳、氧含量较低. 最终得到永磁体的磁性能为:剩磁Br=0.51T,内禀矫顽力Hcj=168kA·m-1,最大磁能积BHmax=21.3kJ·m-3. 与传统方法制备的永磁体相比,PIM永磁体退磁曲线的方形度较差,磁性较低. 造成磁体性能较差的原因是残碳的质量分数较高(≥0.33%),较高的碳含量导致磁体中出现高熔点的非磁性相ZrC,使Zr的有效含量降低,片状相和1∶5相体积分数减少,胞状显微组织和微观结构被破坏,磁性能下降. 因此,采用PIM工艺制备高性能烧结钐钴永磁体,其关键是降低磁体中的残余碳含量.