金属注射成形HK30不锈钢的尺寸稳定性与力学性能

采用金属注射成形工艺制备HK30不锈钢车用增压涡轮,研究金属注射成形工艺参数对增压涡轮尺寸稳定性及力学性能的影响。结果表明,采用成分为90%POM+4%PP+2.5%PW+1%SA+2%EVA+0.5%EBS (质量分数)的多组元塑基黏结剂时,成形件具有最佳的保形性;喂料的最佳粉末装载量(体积分数)为60%,此时喂料的熔融流动指数为1 220.7 g/10 min,烧结收缩均匀性最佳;最佳的注射条件为注射温度190℃、注射压力为237.6 MPa,所得增压涡轮注射坯的形状完好且质量一致性最好;最佳烧结温度为1 310℃,此时涡轮各叶片的尺寸稳定性最佳,合金的相对密度达到99.72%,抗拉强度和屈服强度分别为600 MPa和289 MPa,硬度(HV)为170。     

高导热氮化铝陶瓷的粉末注射成形技术

氮化铝(AlN)陶瓷具有热导率高、热膨胀系数低、电阻率高等特性以及良好的力学性能,被认为是新一代高性能陶瓷基片和封装的首选材料,为了满足微电子技术发展对微型复杂形状高导热陶瓷零部件用量日益增加的需求,该文作者研究利用粉末注射成形技术制备高导热AlN陶瓷零部件.该技术以AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂;选用蜡基粘结剂体系(PW+PP+SA),确定粉末装载量为62%(体积分数),注射温度为160～170℃,注射压力为90～100 MPa;采用溶剂脱脂+热脱脂工艺脱脂;在1850℃流动氮气氛中烧结.所制备出的AIN陶瓷热导率达232.4 W/(m·K).     

微晶蜡基粘结剂应用于YG10硬质合金注射成形的研究北大核心

以微晶蜡等有机物作为粘结剂,进行WC-10Co(YG10)硬质合金的注射成形研究。原料粉末和粘结剂经混炼、破碎和过筛得到喂料,随后进行注射成形、脱脂和烧结。考察了注射温度、注射压力等工艺参数对成形性能的影响。实验结果表明:注射参数为注射温度为150℃、注射压力为11 Mpa和模温为40℃的条件下,可获得密度较高且无缺陷的注射成形坯体。成形坯体经溶剂脱脂和热脱脂后,最终在1400℃真空烧结90 min,可获得相对密度达99.5%、抗弯强度达2019 MPa、硬度为91.7HRA、钴磁为8.76 Gs·cm^(3)/g的YG10烧结体。     

FeAl金属间化合物粉末注射成形工艺研究

通过机械合金化制备Fe-48at%Al金属间化合物粉末,分别按照33%、40%和50%的粉末装载量(体积分数)进行注射成形,成形坯经溶剂脱脂和热脱脂以及1 200℃真空烧结,得到FeAl金属间化合物.重点研究粉末装载量对喂料混炼、注射成形温度及压力、脱脂率及烧结组织和力学性能的影响.结果表明,机械合金化FeAl粉末由于具有不规则形状和层片结构,其注射成形喂料流动性较差;在使用高粉末装载量时应提高注射温度和压力,且溶剂脱脂率较低(7 h后为94.3%),需进一步延长脱脂时间;FeAl金属间化合物烧结试样的相对密度和抗弯强度均随粉末装载量增大而提高,当粉末装载最为50%,注射温度和注射压力分别为154℃和4.0 MPa时,材料的相对密度为92%,抗弯强度达587 MPa.     

异形钨骨架温态流动成形

研究了温态流动成形复杂形状钨骨架的工艺.考察了钨骨架中Cu粉类型(雾化Cu粉,电解Cu粉,超细Cu粉)、粘结剂添加量和成形温度对钨骨架孔隙分布均匀性的影响.结果表明,添加35%体积分数的粘结剂并在压制过程中提高压制温度会明显改善钨骨架孔隙度分布的均匀性; 同时,由于不同Cu粉具有不同的表面形貌及粒度,对于钨骨架的孔隙度分布均匀性也有较大影响.由于超细Cu粉表面光滑、形状规则,添加了超细Cu粉和35%(体积分数)粘结剂的混合粉末在55℃时成形的钨骨架孔隙分布最均匀.     

高比重钨合金注射成形工艺研究

对高比重钨合金的注射成形工艺进行了研究,包括粉末的预处理,喂料制备、注射、脱脂和烧结工艺,并对材料的微观组织和机械性能进行了分析。研究表明:预处理后粉末的装载量可以达到58%,经过适当的注射工艺及热脱脂烧结工艺后,可以得到无缺陷的烧结坯。在一定的烧结温度范围内,烧结坯的密度、硬度等性能指标随着烧结温度的升高而增大。对95WNiFe材料而言,当烧结温度为1 450℃,烧结时间为120 min时,其密度可达18.02 g/cm~3,硬度为29 HRC,抗拉强度为792 MPa,屈服强度为612 MPa,延伸率为10%。     

纳米晶90W-7Ni-3Fe复合粉末的注射成形

将90W-7Ni-3Fe混合粉末在行星式高能球磨机中进行机械合金化,经过10h球磨后可以得到W晶块尺寸17.8 nm的纳米晶,采用注射成形方法粉末与有机粘结剂混合注射成拉伸样,然后采用脱脂、烧结至全致密,实验研究了注射成形工艺中最佳粉末体积含量和这种纳米粉末的烧结行为,球磨大大提高了粉末最佳装载量和喂料的均匀性,提高了烧结致密化程度,在1350～1450℃固相烧结时,合金的晶粒约3μm,拉伸强度>1130 MPa,而且烧结后的样品几乎无变形。     

阵列式陶瓷微流道的粉末微注射成形及力学性能

采用粉末微注射成形技术制得ZrO2阵列式微流道,研究粉末粒径和注射成形工艺对微流道性能的影响规律。结果表明:通过优化注射工艺参数可以有效避免注射坯中缺陷的产生;不同粉末粒径的试样烧结后,致密度和力学性能均随烧结温度的升高先增大后减小;中位粒径为200 nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1 500℃,致密度为99.5%;中位粒径为100 nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1 250℃,致密度为98.4%,均近完全致密。纳米级粉末的使用可有效降低烧结温度、提高力学性能;粉末粒径从200 nm下降到100 nm时,粗糙度值从1.92下降到1.32。烧结后的阵列式微流道的直径为(450±5)μm,具有很好的圆度,尺寸误差1.5%。     

凝胶离心成形制备YG10硬质合金管

将凝胶离心成形工艺应用于YG10复合粉末的坯体成形,研究了固含量对YG10复合粉末浆料的流变性的影响,分析了凝胶离心成形过程中引发剂量和压力对聚合速率的影响,并研究了离心转速对坯体和烧结体性能的影响。结果表明:以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料最佳固含量为50%(体积分数),引发剂的加入量为5mmol/L(相对于预混液的体积),凝胶离心成形过程中压力能够加速浆料的固化,采用自行设计的离心成型机,选择最佳转速4 000r/min,制备出的坯体密度高、无残留气孔,相对密度57%,强度28.3MPa。坯体经真空脱胶烧结1 420℃保温1h制备出YG10硬质合金管,烧结体收缩均匀无变形,组织结构完整无偏析。     

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.