4-2-第四章粉末成形技术解析.pptVIP

（3） particle size distribution 合适的粒度分布易于获得稳定流变性能的喂料，便于混练和注射成形 ↑packing density,↓binder content →提高注射坯件在烧结过程中的尺寸稳定性 利于烧结致密化 School of Materials Science and Engineering 2. 配制能有效团聚粉末，并赋予混合料流变性能的粘接剂 ? 较低的粘度： 0.1Pa.s，但过低易引起两相分离现象 ? 与粉末颗粒润湿性好 ? 加入表面活性剂，阻止在混练和注射过程中发生两相分离粉末聚集现象 ? 冷却后有足够的强度和韧性 ? 脱脂过程中易于排除，且不易形成脱脂缺陷 为满足混练、注射和脱脂的要求， 一般采用多组元体系的粘结剂 School of Materials Science and Engineering 3. 混练 借助于温度和剪切应力的联合作用，使PIM喂料均匀 ● 混练温度 温度过高：导致粘结剂分解，或粘度太低而发生两相分 离现象 温度过低：粉末聚集，喂料不均匀性 ● 混练过程剪切力：由旋转速度决定 剪切力太高：混练设备磨损和引入机械夹杂 剪切力太低：粉末聚集、混料不均 School of Materials Science and Engineering 4.注射成形 关键工艺参数为：注射压力、温度 School of Materials Science and Engineering School of Materials Science and Engineering 1. 脱脂类型 热脱脂(thermal debinding ）：在一定温度和气氛条件，多 元组份中的低熔点组份形成液相借毛细作用溢出注射坯体或蒸发； 若T≥分解温度，也可形成相应单分子化合物排出高熔点组份，部分残留在粉末颗粒接触处，赋予脱脂坯体足够强度. 溶剂脱脂(solvent debinding)：利用粘结剂组份在溶剂中的选 择性溶解，粘结剂扩散逸出注射坯体。过程进行速度慢。 5. 脱脂 School of Materials Science and Engineering 注射坯件的微观结构 School of Materials Science and Engineering 脱脂过程 School of Materials Science and Engineering 溶剂脱脂+热脱脂 ★ 先采用溶剂脱脂在注射坯体中形成开孔隙网络，为后续热脱脂的分解产物的排出提供物质传输通道， ★ 降低分解产物可能形成的内压 ★ 减少造成脱脂缺陷的机会 ★ 增加脱脂速度 ●常用脱脂方法 School of Materials Science and Engineering ● 新型脱脂工艺 —Metamold法（BSAF）—催化脱脂法 适于聚醛树脂粘结剂体系，酸性气氛下脱脂 （九十年代初开发） 低于粘结剂的熔点，借助于气-固反应脱脂 脱脂过程由表及里 减小形成缺陷的可能性 精度高，速度快，4mm/h 对设备具有一定程度的腐蚀 School of Materials Science and Engineering ■ 脱脂后的PIM坯体为多孔结构，导热系数很小 ■ 过快的升温速度造成坯件表面层优先烧结，形成硬壳，阻止内部粉末收缩 ■ 热应力可能导致坯体变形和空洞 ■ 注射成形坯体的烧结技术要求高！ 6. 烧结 注射成形坯体的烧结技术要求高！ School of Materials Science and Engineering 三、注射成形产品性能 Remington兵器公司MIM材料性能 典型性能 Fe-20%Ni Fe-C-Ni 316L 密度（g/cm3） 相对密度（%） 开孔率（%） 抗拉强度（686x104Pa） 屈服强度（686x104Pa） 延伸率（%） 洛氏硬度 7.5 95 0.5 48 25 30 48RB 7.8 97 0.1 120 10 20RC 7.5 93 0.3 68 25 35 48RB School of Materials Science and Engineering 技术难点：高性能粉末、脱脂变形的控制 待解决问题： 粉末成本 粘结剂的回收 脱脂时间长，生产效率低 铁基材料、硬质合金中碳量控制 精度控制 缺陷消除 MIM的技术难点和待解决的技术问题 School of Materials Scie