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.     

注射成形制备SiCp/Al复合材料电子封装盒体的预成形坯

对碳化硅陶瓷注射喂料进行流变性能分析后得到合适的注射喂料.通过注射工艺和后续的脱脂-预烧结工艺成功制备出压渗用SiCp封装盒体的预成形坯.结果表明:SiCp装载量为65%,粘结剂成分为70%PW(石蜡) 29%HPDE(高密度聚乙烯) 1%SA(硬脂酸)的喂料在较宽的剪切速率和温度范围内均具有良好的注射性能;在合适的注射参数下可以制得完整无缺陷的注射坯;采用溶剂脱脂与热脱脂两步脱脂工艺,可以成功脱除注射坯体中的粘结剂,在1 150 ℃进行预烧结,制备出了具有良好外观形貌、足够强度以及适中连通孔隙的预成形坯,可以满足后续加压渗铝制备SiCp/Al复合材料的封装盒体实验的要求.     

陶瓷注射成形中Al2O3喂料的制备及其脱脂

采用低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、石蜡(PW)、硬脂酸(SA)4种粘结剂组分,考察不同SA含量、不同粉末装载量对Al2O3喂料均匀性的影响.结果表明:SA含量对喂料的粘度具有显著影响,当粘结剂配方为wLDPE∶wEVA∶wPW∶wSA=35∶35∶25∶5时,喂料混合最均匀,粉末装载量可达到58%,且流变性能良好.在热脱脂阶段,注重考查升温速率和保温时间对喂料的影响,并对初步的热脱脂工艺进行优化,最终总的脱脂时间为792min,试样没有出现缺陷,脱脂率达到99.5%.     

PMMA在MlM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In(1-α)=1.33×10     

粉末注射成形热塑-热固粘结剂研究

开发了一种新型热塑 热固性粘结剂RG1 2 ,该粘结剂可直接应用于热塑性注射机 ,喂料的低温流变性能好 ,粉末临界装载量达到 5 9% .注射生坯强度和固化后成形坯强度分别达到 5 .8MPa和 17.6MPa .采用该粘结剂及相应的注射成形工艺制备的YG8,YT5硬质合金强度分别达到 2 4 80MPa和 2 10 0MPa ,硬度分别达到HRA89.7和HRA90 .4 ,制品最小尺寸偏差达到± 0 .0 2mm ,尺寸精度及保形性优于传统蜡基粘结剂 .     

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     

金属陶瓷惰性阳极压坯的热脱脂工艺

以聚乙烯醇(PVA)和NiFe2O4/Ni型金属陶瓷压坯为对象,采用热重分析(TGA)研究PVA在N2气氛中的热脱脂行为,建立PVA热脱脂速率的数学模型,在此基础上,模拟并计算PVA分解产物气体在多孔粉末压坯内的压力构建情况;结合粉末压坯脱脂强度测试结果,分析粉末压坯在脱脂过程中压坯尺寸、粘结剂含量等因素对升温速率和脱脂时间的影响,获得不同半径尺寸压坯的极限升温速率.运用所得方法和所得极限升温速率结果进行脱脂实验升温制度设计,实现了压坯直径D＝0.12 m,压坯厚度e＝0.12 m的NiFe2O4/Ni惰性阳极大型压坯的无缺陷热脱脂.     

金属微型元器件的制备与性能检测

研究了粉末微注射成形技术制备纯铁微型齿轮. 采用平均粒度为2.3μm的羰基铁粉和石蜡基热塑性粘结剂体系,当粉末的装载量(体积分数)为58%时,获得了形状良好的齿顶圆直径为700μm的微型齿轮注射生坯. 烧结后齿形轮廓清晰,中心孔的圆度保持良好,齿轮的齿顶圆的收缩率约为15.6%,齿轮表面的粗糙度为Sa=5.0991μm.     

SLS间接法制造金属零件生坯强度研究

选择性激光烧结(SLS)间接制造金属零件过程中,生坯强度是一项重要指标.以正交试验为手段,研究了SLS工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距和切片层厚)对生坯强度的影响.讨论了粉末材料自身物性对于生坯强度的影响.对于一些强度影响因素的作用定性地建立了模型.结果表明,SLS过程中粘结剂降解行为、热熔后粘结剂的流动性、生坯片层内和片层间粉末粘结一体化程度以及粉末材料的热物性和粉末组分的均匀程度与生坯强度直接相关,可以通过选择适宜的粘结剂材料和优化调节SLS工艺参数来提高生坯强度.     

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。     

注射成形Fe-2Ni合金的机械性能和微观组织

采用金属粉末注射成形方法制备了Fe－2Ni合金试样，制得的试样强度、硬度指标达到了MIM协会标准的典型值，而密度、延伸率还有一定的差异．分析了烧结温度、粉末装载量、化学组成和烧结气氛对试样机械性能和微观组织的影响．     

SiCp/Al电子封装复合材料预成形坯的制备

在本实验中将SiC颗粒与粘结剂混合,温压制备成坯块,进行了热脱脂与预烧结,研究了热脱脂-预烧结后坯块的线性膨胀率、孔隙度、强度与工艺条件的关系,对预成形坯的显微组织形貌进行分析.结果表明,通过有效地控制成形、脱脂与烧结等工艺参数,能制备出具有适合强度和孔隙度的预成形坯.     

Injection molding and debinding of micro gears fabricated by micro powder injection molding

Micro powder injection molding (μPIM) was investigated for possible mass production of micro-components at relatively low cost. However, scaling down to such a level produces challenges in injection molding and debinding. Micro gears were fabricated by μPIM from in-house feedstock. The effect of injection speed and injection pressure on the replication of the micro gear cavity was investigated. Solvent debinding and thermal debinding processes were discussed. The results show that micro gears can be successfully fabricated under the injection pressure of 70 MPa and the 60% injection speed. Either too low or too high injection speed can cause incomplete filling of micro gears. The same is the case with too low injection pressure. Too high injection pressure can bring cracks. Solvent debinding of micro gears was performed in a mixture of petroleum ether and ethanol. Subsequently, micro gears were successfully debound by a multistep heating schedule.     

超细粉末材料改性水玻璃粘结剂

从几种可能的超细材料里面筛选出一种最合适的超细材料,就这种材料对水玻璃粘结剂的具体性能影响展开研究.结果表明:用经过特殊处理后的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂,具有常温强度高、残留强度低等优点;超细粉末材料改性的水玻璃粘结剂采用酯硬化工艺,可使水玻璃粘结剂的加入量低于3.0%,在水玻璃砂常温强度有所提高的前提下,其溃散性显著改善.较佳的超细粉末材料改性水玻璃粘结剂的测试结果为(与不改性水玻璃相比):常温24h强度提高了30.7%,残留强度下降了40.1%.     

Fabrication and sintering behavior of high-nitrogen nickel-free stainless steels by metal injection molding

High-nitrogen nickel-free stainless steels were fabricated by the metal injection molding technique using high nitrogen alloying powders and a mixture of three polymers as binders. Mixtures of metal powders and binders with various proportions were also investigated, and an optimum powder loading capacity was determined as 64vol%. Intact injection molded compacts were successfully obtained by regulating the processing parameters. The debinding process for molded compacts was optimized with a combination of thermo-gravimetric analysis and differential scanning calorimetry analysis. An optimum relative density and nitrogen content of the specimens are obtained at 1360℃, which are 97.8% and 0.79wt%, respectively.     

纳米晶W-Ni-Fe粉末的流变行为和烧结特性

研究了W-Ni-Fe纳米晶粉在注射成形中喂料的流变行为.纳米晶W-Ni-Fe粉采用机械合金化(MA)的方法制备,并将其与蜡基粘结剂混合形成1种喂料.讨论了MA球磨时间、纳米晶粉末体积和温度对喂料流变性的影响及采用MA制备的W-Ni-Fe纳米粉末的烧结特性.结果表明随着球磨时间增加,喂料的粘度以及粘度对剪切速率的敏感性降低,因此,在较长的球磨时间下,这种粉末喂料的流动性和成形性较好;随着粉末体积的增加,喂料的粘度遵循公式η=ηοA[1-(φ/φm)]     

钨基重合金注射成形产品变形原因及其控制

研究了ＭＩＭ重合金产品在注射、脱脂和烧结３个阶段的变形原因及其解决方法，结果表明：注射时由于成形坯的冷却收缩和合模线的存在使成形坯的形状和大小与模具形腔有差异；粘结剂中聚丙烯质量分数高于３０％时可保证溶剂萃取脱脂时样品不变形；先在１３５０℃进行低温固相烧结，然后在１５３０℃进行高温液相烧结，可较好地消除烧结过程中填料对产品内孔孔径收缩的阻碍作用     

Near-net shape processing of spherical high Nb-TiAl alloy powder by gelcasting

Spherical Ti-45Al-8.5Nb-(W,B,Y) alloy powder prepared by an argon plasma process was near-net shape by gelcasting. In the non-aqueous system, methaerylate-2-hydroxy ethyl, toluene, benzoyl peroxide, and N,N-dimethylaniline were used as the monomer, solvent, initiator, and catalyst, respectively. To improve sintering and forming behaviors, many additives were included in the suspension. The concentrated suspension with a solid loading of 70vol% was prepared. The high Nb-TiAl powder was analyzed by electron microscopy and X-ray diffraction. It was found that the green bodies had a smooth surface and homogeneous microstructure, exhibiting a bending strength as high as 50 MPa. After sintering at 1480℃ for 2 h in vacuum, uniform complex-shaped high Nb-TiAl parts were successfully produced.