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Oxygen variation in titanium powder and metal injection molding
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作者 Junping Shen Chang Liu +7 位作者 Muhammad Dilawer Hayat Jianan Chen Hanqing Tian Fusheng Xin Gang Chen Fei Yang Mingli Qin Xuanhui Qu 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第12期2706-2713,共8页
The control of oxygen is paramount in achieving high-performance titanium(Ti)parts by powder metallurgy such as metal in-jection molding(MIM).In this study,we purposely selected the Ti and Ti-6Al-4V powders as the ref... The control of oxygen is paramount in achieving high-performance titanium(Ti)parts by powder metallurgy such as metal in-jection molding(MIM).In this study,we purposely selected the Ti and Ti-6Al-4V powders as the reference materials since these two are the most representative Ti materials in the industry.Herein,hydride-dehydride(HDH)Ti powders were pre-oxidized to examine the ef-fect of oxygen variation on the characteristics of oxide layer on the particle surface and its resultant color feature.The results indicate that the thickness and Ti oxide level(Ti^(0)→Ti^(4+))of the oxide layer on the HDH Ti powders increased as the oxygen content increased,lead-ing to the transition of color appearance from grey,brown to blue.This work aids in the powder feedstock selection at the initial stage in powder metallurgy.In addition,the development of oxygen content was comprehensively studied during the MIM process using the gas-atomized(GA)Ti-6Al-4V powders.Particularly,the oxygen variation in the form of oxide layer,the change of oxygen content in the powders,and the relevant parts were investigated during the processes of kneading,injection,debinding,and sintering.The oxygen vari-ation was mainly concentrated in the sintering stage,and the content increased with the increase of sintering temperature.The variation of oxygen content during the MIM process demonstrates the crucial role of powder feedstock and sintering stage in controlling oxygen con-tent.This work provides a piece of valuable information on oxygen detecting,control,and manipulation for the powder and processing in the industry of Ti and its alloys by powder metallurgy. 展开更多
关键词 titanium alloys OXYGEN metal injection molding powder metallurgy
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Phase Behaviors in Bi-phase Simulation of Powder Segregation in Metal Injection Molding 被引量:1
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作者 柳葆生 范小欣 成志强 《Journal of Southwest Jiaotong University(English Edition)》 2006年第4期363-371,共9页
Powder segregation induced by mold filling is an important phenomenon that affects the final quality of metal injection molding (MIM). The prediction of segregation in MIM requires a bi-phase flow model to describe ... Powder segregation induced by mold filling is an important phenomenon that affects the final quality of metal injection molding (MIM). The prediction of segregation in MIM requires a bi-phase flow model to describe distinctly the flows of metallic powder and polymer binder. Viscous behaviors for the flows of each phase should hence be determined. The coefficient of interaction between the flows of two phases should also be evaluated. However, only viscosity of the mixed feedstock is measurable by capillary tests. Wall sticking is supposed in the traditional model for capillary tests, while the wall slip is important to be taken into account in MIM injection. Objective of the present paper is to introduce the slip effect in bi-phase simulation, and search the suitable way to determine the viscous behaviors for each phase with the consideration of wall slip in capillary tests. Analytical and numerical methods were proposed to realize such a specific purpose. The proposed method is based on the mass conservation between the capillary flows in mono-phase model for the mixed feedstock and in bi-phase model for the flows of two phases. Examples of the bi-phase simulation in MIM were realized with the software developed by research team. The results show evident segregation, which is valuable for improving the mould designs. 展开更多
关键词 Viscous behaviors Bi-phases simulation powder segregation metal injection molding Wall slip
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New development of powder metallurgy in automotive industry 被引量:9
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作者 TAN Zhao-qiang ZHANG Qing +3 位作者 GUO Xue-yi ZHAO Wei-jiang ZHOU Cheng-shang LIU Yong 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第6期1611-1623,共13页
The driving force for using powder metallurgy(PM)mostly relies on its near net-shape ability and cost-performance ratio.The automotive application is a main market of PM industry,requiring parts with competitive mecha... The driving force for using powder metallurgy(PM)mostly relies on its near net-shape ability and cost-performance ratio.The automotive application is a main market of PM industry,requiring parts with competitive mechanical or functional performance in a mass production scale.As the automobile technology transforms from traditional internal combustion engine vehicles to new energy vehicles,PM technology is undergoing significant changes in manufacturing and materials development.This review outlines the challenges and opportunities generated by the changes in the automotive technology for PM.Low-cost,high-performance and light-weight are critical aspects for future PM materials development.Therefore,the studies on PM lean-alloyed steel,aluminum alloys,and titanium alloy materials were reviewed.In addition,PM soft magnetic composite applied to new energy vehicles was discussed.Then new opportunities for advanced processing,such as metal injection molding(MIM)and additive manufacturing(AM),in automotive industry were stated.In general,the change in automotive industry raises sufficient development space for PM.While,emerging technologies require more preeminent PM materials.Iron-based parts are still the main PM products due to their mechanical performance and low cost.MIM will occupy the growing market of highly flexible and complex parts.AM opens a door for fast prototyping,great flexibility and customizing at low cost,driving weight and assembling reduction. 展开更多
关键词 AUTOMOTIVE powder metallurgy lean alloy Al alloy Ti alloy metal injection molding additive manufacturing
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Injection molding of micro-porous titanium alloy with space holder technique 被引量:4
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作者 Gülsah Engin Bülent Aydemir H.zkan Gülsoy 《Rare Metals》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第6期565-571,共7页
The powder space holder (PSH) and powder injection molding (PIM) methods have an industrial competitive advantage because they are capable of the net-shape production of micro-sized porous parts. In this study, mi... The powder space holder (PSH) and powder injection molding (PIM) methods have an industrial competitive advantage because they are capable of the net-shape production of micro-sized porous parts. In this study, micro-porous Ti6Al4V alloy (Ti64) parts were produced by the PSH-PIM process. Ti64 alloy powder and spherical polymethylrnethacrylate (PMMA) particles were used as a space holder material. After molding, binder debinding was performed by thermal method under inert gas. Debinded samples were sintered at 1250℃ for 60min in a vacuum (10-4 Pa). Metallographic studies were conducted to determine densification and the corresponding microstructural changes. The surface of sintered samples was examined by SEM. The compressive stress and elastic modulus of the rificro-porous Ti64 samples were determined. The effects of fraction of PMMA on the properties of sintered micro-porous Ti64 alloy samples were investigated. It was shown that the fraction of PMMA could be controlled to affect the properties of the Ti alloy. 展开更多
关键词 powder injection molding titanium powder porous metal SINTERING
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Characterization of 17-4PH stainless steel powders produced by supersonic gas atomization 被引量:2
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作者 Xin-ming Zhao Jun Xu +3 位作者 Xue-xin Zhu Shao-ming Zhang Wen-dong Zhao Guo-liang Yuan 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第1期83-88,共6页
17-4PH stainless steel powders were prepared using a supersonic nozzle in a close-coupled gas atomization system. The characteristics of powder particles were carried out by means of a laser particle size analyzer, sc... 17-4PH stainless steel powders were prepared using a supersonic nozzle in a close-coupled gas atomization system. The characteristics of powder particles were carried out by means of a laser particle size analyzer, scanning electron microscopy (SEM), and the X-ray diffraction (XRD) technique. The results show that the mass median particle diameter is about 19.15 prn. Three main types of surface microstructures are observed in the powders: well-developed dendrite, cellular, and cellular dendrite structure. The XRD measurements show that, as the particle size decreases, the amount of fcc phase gradually decreases and that of bcc phase increases. The cooling rate is inversely related to the particle size, i.e., it decreases with an increase in particle size. 展开更多
关键词 gas atomization metal powder stainless steel metal injection molding
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Sintering products molded by injecting ceramic and metal powders
6
作者 刘平安 曾令可 李秀艳 《Journal of Central South University of Technology》 2005年第3期269-271,共3页
The injection molding products with different volume ratios of ZrO2 ceramic powder to 316L stainless steel powder were prepared. Properties and structure of the products were characterized by X-ray diffraction(XRD),... The injection molding products with different volume ratios of ZrO2 ceramic powder to 316L stainless steel powder were prepared. Properties and structure of the products were characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscope(SEM) and transmission electron microscope (TEM). The results show that the compressive stress exists in the products and the bend strength reaches 300MPa. ZrO2 phase and stainless steel phase are uniform in samples. The toughness of ceramic increases with the increasing the content of stainless steel. Through TEM study of the interface, some crystalline orientation relationships are determined. 展开更多
关键词 metal ceramic powder injection molding TOUGHNESS STRESS
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等距螺旋锥齿轮的精确建模与金属粉末注射成型工艺试制
7
作者 刘赣华 唐乃夫 汪啟 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期207-214,共8页
等距螺旋锥齿轮作为一种新型锥齿轮,其螺旋齿面具有法向等距的特点,适用于金属粉末注射成型工艺批量化生产。根据坐标变换理论推导出球面渐开线和等距圆锥螺旋线的参数方程,再基于齿面形成原理建立齿面数学模型;在MATLAB中对齿面数学模... 等距螺旋锥齿轮作为一种新型锥齿轮,其螺旋齿面具有法向等距的特点,适用于金属粉末注射成型工艺批量化生产。根据坐标变换理论推导出球面渐开线和等距圆锥螺旋线的参数方程,再基于齿面形成原理建立齿面数学模型;在MATLAB中对齿面数学模型编程计算出齿面离散点坐标,并通过UG逆向工程完成等距螺旋锥齿轮的精确建模;利用ANSYS仿真分析等距螺旋锥齿轮的啮合接触,得出齿轮的传动性能;最后通过金属粉末注射成型工艺完成等距螺旋锥齿轮的试制。研究结果表明,齿面数学模型结合离散点逆向建模可确保模型的精度,金属粉末注射成型工艺可用于等距螺旋锥齿轮的批量化生产。 展开更多
关键词 等距螺旋锥齿轮 齿面数学模型 三维建模 啮合分析 金属粉末注射成型
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金属粉末增塑成形用聚甲醛基黏结剂发展现状及改性研究进展
8
作者 陈梦熊 熊慧文 +3 位作者 邹恒 欧阳德才 张雷 周科朝 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3032-3046,共15页
金属粉末增塑成形结合了有机黏结剂的增塑流动特性,辅助混合喂料可快速成形复杂坯件,是不锈钢、合金钢及钛、镍、钨等有色金属及其复合材料的重要近净成形方法。新型聚甲醛(POM)基黏结剂因具有高的成形坯件强度、优异的脱脂保形性、高... 金属粉末增塑成形结合了有机黏结剂的增塑流动特性,辅助混合喂料可快速成形复杂坯件,是不锈钢、合金钢及钛、镍、钨等有色金属及其复合材料的重要近净成形方法。新型聚甲醛(POM)基黏结剂因具有高的成形坯件强度、优异的脱脂保形性、高效率、低碳残留等优点,已成为金属粉末注射成型的主流黏结剂体系,是极具发展潜力的粉末增塑成形用黏结剂。本文总结近年来粉体增塑成形的技术进展,概述POM基黏结剂的物理特性与粉末注射成型用组分设计,探究POM基黏结剂的流变性能及其影响因素,分析催化脱脂的工艺反应过程与关键因素,综述POM基黏结剂在有色金属构件中的典型应用,并展望POM基黏结剂存在的问题与未来研究方向,为推动POM基黏结剂在粉体增塑成形中的应用提供参考。 展开更多
关键词 粉末增塑成形 聚甲醛(POM) 金属注射成型 黏结剂 催化脱脂
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金属注射成形技术进展 被引量:52
9
作者 李益民 黄伯云 +2 位作者 曲选辉 梁叔全 邱光汉 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 1996年第1期1-4,共4页
分析了影响金属注射成形(MIM)产业化进程的两个主要技术因素,即适合MIM要求的原料粉末的生产方法和MIM生产工艺,并概述了目前MIM技术的发展状况。
关键词 金属 注射成形 粉末 粘结剂 脱脂
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金属粉末注射成形粘结剂的发展 被引量:45
10
作者 曲选辉 颜寒松 黄伯云 《粉末冶金技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期61-65,共5页
概括了金属注射成形粘结剂的功能与发展过程。
关键词 金属 注射成形 粘结剂 粉末
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金属粉末注射成型工艺 被引量:18
11
作者 黄诗君 张宏超 +2 位作者 章争荣 肖小亭 陈绮丽 《现代塑料加工应用》 CAS 北大核心 2005年第6期58-60,共3页
将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域,不但扩大注射成型技术的应用,同时也推动粉末冶金工艺的发展。详细讨论金属粉末注射成型工艺及其应用,对其材料选择、产品与模具的设计、注射成型工艺过程及烧结工艺过程进行了系统的分析,并展... 将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域,不但扩大注射成型技术的应用,同时也推动粉末冶金工艺的发展。详细讨论金属粉末注射成型工艺及其应用,对其材料选择、产品与模具的设计、注射成型工艺过程及烧结工艺过程进行了系统的分析,并展望了该工艺中金属粉末、粘结剂、注射成型装备和工艺过程数值模拟软件等方面的发展趋势。 展开更多
关键词 金属粉末 注射成型 产品设计 模具设计 粉末烧结
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金属粉末注射成形的原理与发展趋势 被引量:13
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作者 贺毅强 陈振华 +1 位作者 陈志钢 乔斌 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期317-322,共6页
金属粉末注射成形技术是一种高效的近净成形技术,适用于生产小型的、具有复杂形状的零部件。本文综述了金属粉末注射成形技术的发展历程;概述了金属粉末注射成形原理,包括粉末和粘结剂的选择、混炼,注射成形及后续的脱脂、烧结;并介绍... 金属粉末注射成形技术是一种高效的近净成形技术,适用于生产小型的、具有复杂形状的零部件。本文综述了金属粉末注射成形技术的发展历程;概述了金属粉末注射成形原理,包括粉末和粘结剂的选择、混炼,注射成形及后续的脱脂、烧结;并介绍了金属粉末微注射成形技术的技术特点、注射工艺和微注射成形的应用;分析了金属粉末注射成形技术的局限性;展望了金属粉末注射成形技术的发展趋势,认为预制复合粉末有助于解决混炼和注射造成的成分不均匀,减小烧结过程由于收缩不均匀导致的制件变形,且应开发新的粘结剂和脱脂工艺以减少脱脂后其在材料中的残留和碳化,开发少粘结剂注射成形工艺。 展开更多
关键词 注射成形 金属 粉末 近净成形
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MIM用金属粉末的现状及发展 被引量:13
13
作者 段柏华 曲选辉 +1 位作者 林冰涛 秦明礼 《粉末冶金工业》 CAS 北大核心 2008年第4期31-35,共5页
介绍了金属注射成形工艺对粉末的基本要求及其选用原则,详细阐述了几种典型制粉方法的原理、特点及应用。同时根据未来MIM的发展趋势,对其所用粉末提出了新的展望。
关键词 金属注射成形 金属粉末 制备 应用
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金属注射成形用水雾化不锈钢粉末的制备与应用 被引量:16
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作者 赵同春 麻洪秋 +2 位作者 金成海 张军 黄赞军 《粉末冶金工业》 CAS 北大核心 2013年第3期26-31,共6页
通过设计水雾化喷嘴结构,优化冶炼工艺,采用水-粉离心分离方法,批量生产出适合MIM使用的不锈钢粉末,并制备了不锈钢粉末的MIM样品,与国外同类产品作了对比评价。结果表明,改进的水雾化工艺制备的不锈钢粉末粒度细,氧含量低,振实密度高,... 通过设计水雾化喷嘴结构,优化冶炼工艺,采用水-粉离心分离方法,批量生产出适合MIM使用的不锈钢粉末,并制备了不锈钢粉末的MIM样品,与国外同类产品作了对比评价。结果表明,改进的水雾化工艺制备的不锈钢粉末粒度细,氧含量低,振实密度高,性能已达到国际同类产品先进水平。 展开更多
关键词 水雾化 金属注射成形 不锈钢粉末
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粉末装载量对W-Ni-FeMIM合金喂料粘度及力学性能的影响 被引量:15
15
作者 李益民 曲选辉 +1 位作者 李志林 黄伯云 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期21-24,共4页
对粉末装载量对WNiFeMIM合金喂料的粘度及力学性能的影响进行了研究,发现喂料粘度随粉末装载量的升高而增大,但不同粉末装载量喂料的应变敏感性因子基本一致,呈现基本相同的假塑性体流变行为。WNiFe喂料存在一... 对粉末装载量对WNiFeMIM合金喂料的粘度及力学性能的影响进行了研究,发现喂料粘度随粉末装载量的升高而增大,但不同粉末装载量喂料的应变敏感性因子基本一致,呈现基本相同的假塑性体流变行为。WNiFe喂料存在一最佳粉末装载量,此时合金力学性能最好,低于或高于这个粉末装载量都使得合金力学性能降低。 展开更多
关键词 粉末装载量 金属注射成形 W-NI-FE 粘度
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生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究 被引量:11
16
作者 刘超 孔祥吉 +1 位作者 吴胜文 况春江 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期217-222,229,共7页
钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结... 钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结构复杂的钛及钛合金产品低成本、大批量近净成形,提高了材料利用率。本文利用水溶性黏结剂和粉末粒度为16μm和22μm的商用球形Ti6Al4V合金粉制备了注射料和相应的试样,通过实验确定了气氛热脱黏结合真空烧结的最佳工艺,基于该工艺制备得到了两种注射料的烧结试样。结果表明:粉末粒度为16μm注射料烧结件杂质含量未能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准;粉末粒度为22μm注射料烧结件物理化学性能如下,极限拉伸强度880 MPa,屈服强度830 MPa,延伸率13.2%,相对密度96.8%,氧质量分数为0.195%,氮质量分数为0.020%,碳质量分数为0.022%,该试样整体性能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准。 展开更多
关键词 生物医用材料 钛及钛合金 金属粉末注射成形 脱黏 烧结
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制备钛合金件的粉末冶金新技术 被引量:14
17
作者 何世文 欧阳鸿武 +1 位作者 刘咏 周科朝 《粉末冶金工业》 CAS 2004年第2期35-38,共4页
钛及钛合金具有优良的综合性能 ,在航空航天、军工、民用等领域得到日益广泛的应用。粉末冶金方法生产钛制品不仅成本低 ,而且性能好 ,因而成为低成本高质量制备钛合金件的实用技术。本文介绍了近年来开发的几种制备钛及钛合金件的粉末... 钛及钛合金具有优良的综合性能 ,在航空航天、军工、民用等领域得到日益广泛的应用。粉末冶金方法生产钛制品不仅成本低 ,而且性能好 ,因而成为低成本高质量制备钛合金件的实用技术。本文介绍了近年来开发的几种制备钛及钛合金件的粉末冶金新技术及其应用动向。 展开更多
关键词 钛合金 粉末冶金 金属注射成形 激光成形 快速全向压制 温压成形
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当代金属注射成形技术 被引量:37
18
作者 李益民 黄伯云 曲选辉 《粉末冶金工业》 CAS 2000年第1期14-19,共6页
简要阐述了金属注射成形(MIM)产业的发展状况,并且从MIM粉末的生产方法和MIM各种主要代表性工艺两方面分析了影响21世纪MIM产业发展的两个主要技术因素。
关键词 金属注射成形 粉末冶金 近净成形
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难熔金属注射成形的研究 被引量:5
19
作者 罗铁钢 曲选辉 +1 位作者 秦明礼 欧阳明亮 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期437-441,共5页
采用金属粉末注射成形技术成功制得了形状复杂的纯钨和纯钼零件。粉末注射成形工艺为:粉末装载量为52%,注射温度为165℃,注射压力为65 MPa,溶剂脱脂+热脱脂两步脱脂法,经2300℃氢气气氛烧结,钨烧结样品的密度可达18.26 g.cm-3,相对密度... 采用金属粉末注射成形技术成功制得了形状复杂的纯钨和纯钼零件。粉末注射成形工艺为:粉末装载量为52%,注射温度为165℃,注射压力为65 MPa,溶剂脱脂+热脱脂两步脱脂法,经2300℃氢气气氛烧结,钨烧结样品的密度可达18.26 g.cm-3,相对密度为94.61%;经1900℃氢气气氛烧结,钼烧结样品的密度为9.7 g.cm-3,相对密度达95.09%,制品尺寸精度控制在±0.3%以内。同时,通过实验对比研究了掺加少量的稀土氧化物(La2O3,Y2O3)对注射成形钨和钼制品性能的影响。实验结果表明:稀土元素氧化物的添加,提高了注射成形钨和钼制品烧结后的密度,明显细化了烧结后样品的晶粒,稀土氧化物作为第二相粒子弥散分布于晶界处,提高了注射成形钨和钼制品的强度。 展开更多
关键词 金属粉末注射成形 稀土氧化物
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金属粉末注射成形仿真分析的喂料粘度模型参数 被引量:8
20
作者 蒋炳炎 王麟 +1 位作者 谢磊 黄伯云 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期429-434,共6页
针对喂料粘度模型参数求解和现有模流分析软件无拟合功能的问题, 引入 Cross WLF七参数模型对MIM中非牛顿流体流动过程进行了研究, 提出了自适应快速遗传算法拟合该模型参数, 开发了粘度模型参数拟合求解器, 得到了W Ni Fe高密度粉末喂... 针对喂料粘度模型参数求解和现有模流分析软件无拟合功能的问题, 引入 Cross WLF七参数模型对MIM中非牛顿流体流动过程进行了研究, 提出了自适应快速遗传算法拟合该模型参数, 开发了粘度模型参数拟合求解器, 得到了W Ni Fe高密度粉末喂料和316L 不锈钢喂料粘度模型的7 个参数, 拟合结果的复合相关系数分别达到0.998 489和0.998 200。研究结果为高密度类零件和不锈钢类的质量预测、模具和工艺参数优化设计提供了必须的材料数据。 展开更多
关键词 金属粉末注射成形 遗传算法 参数拟合 粘度模型
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