数值模拟研究浇口方式对粉末注射成形铣刀粉体分布的影响

针对金属注射成形工艺制备立铣刀,设置具有不同数量和位置的4种浇口方式,结合Cross-WLF粘度模型,采用moldflow2017软件,研究浇口方式对粉体浓度分布的影响。结果表明,浇口位置和浇口数量都会影响充模过程中粉末浓度的分布。在喂料的充模过程中,压力对粉末浓度分布影响不大。浇口方式不同,喂料在充模过程中发生较大剪切速率的变化,进而导致粉末浓度分布出现较大差异。采用2个浇口从刀柄端面两侧注射的浇口方式注射成形时,粉末浓度的波动在±0.5%范围内,粉末分布均匀且充模时间短,满足注塑成形工艺要求,是最优的浇口方式。     

PIM充模过程的边界层效应及机理分析

通过对注射坯进行局部密度测试及采用SEM方法观察注射坯截面上粉末-粘结剂的分布状态,揭示了PIM充模过程的边界层效应.将边界层及两相流理论应用于PIM充模过程的研究,分析表明:普通的边界层效应及粉末、粘结剂粘度和密度的差异带来的偏析现象是产生PIM边界层效应的原因.凡是影响模壁吸引熔体分子及影响熔融注射料粘度的因素均会对PIM的边界层效应产生影响.模拟结果表明:随着注射温度由430K升高到450K,PIM的边界层效应变得明显;而入口的注射料流量由60cm3/s增加到80cm3/s,这种效应反而略有减轻.     

硬质合金粉末注射成形偏析现象的数值模拟

基于粉末-粘结剂的双流体模型,采用CFX商业软件对硬质合金粉末注射成形(PIM)过程进行了数值模拟,分析了充模过程产生的偏析现象.研究表明,PIM中的偏析有两类:一类是由于粉末与粘结剂密度及粘度的差异引起的普通偏析,密度的差异主要引起浇口附近粘结剂的轻微聚集,而粘度的差异引起允模前沿粘结剂体积分数的增加;另一类是由于边界层的存在及普通偏析共同作用形成的边界偏析,这种偏析使靠近模壁的粘结剂体积分数大于其平均值.局部密度测试证明了基于双流体模型模拟PIM过程偏析现象的可靠性.     

金属粉末注射成形流动充模特性

根据由金属注射成形喂料特性得出的流变本构方程和数学与物理模型,分析了金属注射成形充模流动的特性,并与塑料注射成形进行了对比。结果表明:基于连续介质模型的数值模拟方法可以应用于金属粉末注射成形流动前沿、温度场、应力场等参数的计算,从而可以预测焊缝、缩孔和裂纹等缺陷的产生条件,但连续介质模型无法预测粉末注射成形特有的两相分离和粉末密度分布不均匀的现象,造成模拟结果在某些方面往往和实际情况有较大的偏差,影响实际运用效果。因此,颗粒模型和两相流理论将是金属粉末注射成形计算机过程模拟的重要研究方向。     

PIM粉末-粘结剂固液两相流的动力学基本方程

假设PIM颗粒－粘结剂两相流动中，粉末颗粒为大小不一的球形，粉末颗粒与气体分子具有类似的物理及动力学特性。利用类似于气体分子动力论的方法来研究PIM两相流动中粉末颗粒相的运动。将PIM注射充模过程中粉末颗粒的运动与气体分子运动进行比较，从Boltzmann方程出发分析了粉末颗粒的物理及动力学参数，建立行数值模拟和分析粉末－粘结剂两相分离现象奠定了理论基础。     

金属粉末注射成形计算机模拟充模过程的数值求解

文章采用有限元方法对金属粉末注射成形计算机模拟充模过程给出的方程组和边界条件进行了详细的数学求解分析，并给出了采用有限元软件ANSYS进行具体求解的过程，同时逐项分析如何运用一般模拟求解的主要输出结果来指导粉末注射成形模具设计和参数优化。     

粉末微注射成形的现状与展望

粉末微注射成形(Micro Powder Injection Molding,简称μPIM)技术作为一种新兴的微器件加工技术正越来越受到国内外广泛关注并得到了迅速发展,本文系统介绍了微注射成形的概念,μPIM技术的工艺、设备和模具特点,综述了μPIM的国内外研究现状,阐述了μPIM在不同材料中的适用性,列举了典型的现实应用零件,并展望了μPIM研究的发展方向.     

陶瓷齿轮微注射成形工艺研究

研究了采用微注射成形技术(μPIM)制造含Y_2O_3稳定剂的ZrO_2微型齿轮.在含模温控制系统的注射机上注射成形,确定了注射参数,包括模具温度、注射压力和注射速度等.在室温下用C_2HCl_3溶液对注射样品脱脂,通过研究喂料和粘结剂的热分解性能,确定热脱和烧结工艺.结果显示,样品填充率高,表面光滑,有较高的致密度和表面硬度.     

粉末微注射成形技术现状

概括介绍了粉末微注射成形技术(micro powder injection molding,简称μPIM)的工艺及特点;综述了粉末微注射成形技术的国内外研究现状并介绍了一些研究机构的成果及研究进展;介绍了粉末微注射成形零件性能表征的测试设备及测试方法;举例介绍了粉末微注射成形技术的应用情况及其所面临的问题,并对粉末微注射成形技术的前景进行了展望.     

降低成本 发展钛粉末注射成形产业

自从10多前年第一个钛粉末注射成形工业产品问世以来,注射成形钛基材料的应用一直在逐年增长,随着技术的进步和粉末成本的降低,其应用增长速度正在加快。(1)钛和粉末注射成形(PIM)先进材料是提高产品应用性能的关键,钛合金是其中最重要的一种。但其应用因成本太高而导致了对低成本工艺的研究,包括粉末冶金和PIM。金属PIM是在塑料注塑成形的基础上发展起来的,是一种有效的低成本生产工艺,适于小型(一般400g以下)而形状复杂零件的生产,基本工艺为粉末与粘结剂混合→注射成形→溶剂脱脂→热脱脂/预烧→烧结。粘结剂除去的方法有热…     

硬质合金注射成形过程中的难点问题及解决方法

粉末注射成形技术作为一种先进的成形方法受到广泛的关注,但由于硬质合金及注射成形工艺自身的特点,硬质合金注射成形技术仍在几个难点问题有待解决,这也是硬质合金注射成形产业一直徘徊不前的主要原因。本文分析了钨钴硬质合金注射成形过程中存的缺陷控制、碳含量控制、尺寸精度控制和提高制品力学性能等难点问题,并给出了相应的解决方法。     

粉末注射成型工艺及其特点

粉末注射成型是一项新型近净尺寸成型技术,被用于生产较小尺寸及复杂外形与表面的制品.与传统的加工工艺相比,粉末注射成型技术成本优势明显.结合该工艺的特点,文章论述了包括混料、注射成型、脱脂、烧结4道工序中涉及的工艺参数对制品质量的影响.粉末注射成型工艺在陶瓷、金属材料方面得到了很好的应用.     

粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究进展

钛及钛合金具有低比重、高比强度、优异的生物相容性以及良好的耐腐蚀性等特点,在航空航天、生物医疗、化工、船舶、汽车等领域极具应用潜力。钛合金粉末注射成形技术（powder injection molding,PIM）提高了材料的利用率,实现了中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,显著地推动了钛及钛合金产品的生产及应用。目前关于粉末注射成形钛合金粘结剂体系的相关文献报道十分有限,新型粉末注射成形钛合金粘结剂体系的开发处于停滞不前的状态。本文分析总结了不同粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究现状,并针对目前存在的问题提出改进措施。     

硬质合金注射成形过程中的难点问题及解决方法

粉末注射成形技术作为一种先进的成形方法受到广泛的关注,但由于硬质合金及注射成形工艺自身的特点,硬质合金注射成形技术仍存在几个急待解决的问题,这也是硬质合金注射成形产业一直徘徊不前的主要原因.作者分析了钨钴硬质合金注射成形过程中存在的缺陷控制、碳含量控制、尺寸精度控制和提高制品为学性能等问题,给出了相应的解决方法.     

粉末注射成形在软磁材料中的应用

介绍了粉末注射成形在粘结软磁、烧结软磁生产中的应用、研究开发状况。指出粉末注射成形是能够实现低成本生产新性能、新功能的磁体制造技术，强调利用注射成形技术实现磁性元器件结构功能一体化设计、制造的优势。     

粉末注射成形在软磁材料中的应用

介绍了粉末注射成形在粘结软磁、烧结软磁生产中的应用、研究开发状况。指出粉末注射成形是能够实现低成本生产新性能、新功能的磁体制造技术,应该利用注射成形技术发挥磁性元器件结构功能一体化设计、制造的优势。     

型砂材质与挤压成形工艺对砂型表面性能的影响

以数字化柔性挤压成形砂块为研究对象,通过设计单因素试验进行了砂型种类、粘结剂质量分数及挤压压力对型腔表面质量影响规律的研究,进而得出高精度树脂砂型挤压成形的最优参数组合。结果显示:无模砂型外部与砂型内部的表面性能存在差异。不同砂型种类的砂型型腔表面性能不同,沙粒的角形系数对砂型型腔表面性能有较大影响。随着砂型挤压力的提高,砂粒之间的距离减小,砂粒并联接触方式增多,砂型在经过切削时,砂型表面产生裂纹的数量及延伸深度大幅减小,砂型型腔表面性能不断提高。随着树脂质量分数的增大,砂粒的包覆厚度增大,从而砂粒的粘结桥增多,砂型强度增加,砂型切削时产生的裂纹数量减小,砂型型腔表面性能不断提高。本文为真实获得砂型表面质量提供了方法,有助于无模铸造精密成形技术的推广。      

粉末注射成形粘结剂及脱脂技术研究进展

综述了粉末注射成形中粘结剂配方及其脱脂技术研究进展,并比较了现行工业上常用的三大脱脂方法,讨论了粉末注射成形脱脂工艺的发展趋势。