钛粉末注射成形PEG/PMMA黏结剂体系的PHB改性研究

金属注射成型(MIM)中使用水溶性聚乙二醇(PEG)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)黏结剂体系会导致大量孔洞形成,该黏结剂体系导热性差,使得零件尺寸越大,注射脱模时间越长。用聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)作为PEG结晶抑制剂可解决上述问题。采用导热系数仪、DSC、流变学实验、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等,研究PHB含量对黏结剂导热系数、结晶行为、喂料流变特性、注射保压时间及生坯显微结构的影响。结果表明:PHB/PEG共混物随着PHB含量的增加,结晶温度从纯PEG的55.18℃下降至25%(质量分数,下同)PHB改性的51.4℃,熔融焓从79.5 J/g逐渐增加至107.6J/g,导热系数从0.2433 W·m^(-1)·K^(-1)适当增加至0.3469 W·m^(-1)·K^(-1),黏结剂结晶度的增加可改善其导热性能;由于PEG/PHB/PVAc三元体系中存在复杂氢键的相互作用,导致黏结剂结晶温度从未添加PHB的50.07℃降低并稳定在添加25%PHB的43.3℃;添加15%PHB后制备的喂料黏度与剪切速率符合幂律流体规律,在120℃时喂料的剪切稀化指数从未改性的0.77减小至0.62,相同注射条件下注射脱模时间从未改性的100 s缩短至50 s便可获得表面光滑无裂纹、内部孔洞少且分布均匀的钛注射生坯。

注射成形增强半固态AZ91D镁合金的组织及性能

为了研究半固态注射成形技术对AZ91D镁合金显微组织、力学性能以及腐蚀行为的影响,通过对半固态注射成形镁合金进行热处理及电化学腐蚀分析,研究了镁合金成形件在注射成形中与热处理后的组织及性能变化。结果表明,相对于压铸镁合金,半固态注射成形镁合金的组织均匀、力学性能优良、晶粒细小且平均晶粒尺寸为20~30μm,能获得质量良好的显微组织。镁合金的热处理对晶界第二相的数量和分布有较大影响,能作用于材料性能。经时效处理后,镁合金硬度从63.47 HV提高到74.05 HV,抗拉强度从125.56 MPa提高到150.91 MPa,抗拉强度提高了20.2%。在质量分数为3.5%的NaCl溶液的电化学腐蚀中,合金的自腐蚀电位为-959.56 m V,经固溶+时效处理后,自腐蚀电位先升高到-927.55 m V后下降至-988.94 m V,耐腐蚀性能先增高后降低。

固溶处理对注射成形含氮双相不锈钢耐腐蚀性能的影响

将316L奥氏体不锈钢粉末和430铁素体不锈钢粉末制得的含氮双相不锈钢作为研究对象,在流动氩气保护下对含氮双相不锈钢进行固溶处理,固溶温度分别为1300、1320、1340℃。通过极化曲线和交流阻抗谱的检测,研究固溶处理温度对含氮双相不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:在流动氩气保护下1320℃固溶处理后,含氮双相不锈钢的耐点蚀性能比316L、430不锈钢好,自腐蚀电流密度、点蚀电位、电荷转移电阻分别为1.67×10^(-6)A·cm^(-2)、0.219 V、2.84×10^(3)Ω·cm^(2)。

近球形TC4钛合金粉末注射成形

以低成本的氢化脱氢(HDH)TC4钛合金粉末为原料,通过气流磨(Jet-milled,JMed)技术对粉末进行整形改性,并进行了注射成形工艺研究。其中,分别以HDH、JMed HDH和气雾化球形(GA)3种粉末为原料,研究并对比了不同粉末原料注射成形的喂料极限装载量、烧结致密度、杂质含量、显微组织及力学性能等。结果表明,经气流磨处理后的JMed粉末形貌呈近球形,其球形度较未处理原始HDH粉末得到了显著提高,其喂料极限装载量(体积分数)较未处理原始HDH粉末提高了6%,在1300℃烧结2 h后,JMed粉末烧结件的致密度为98.3%,高于原始HDH粉末烧结件的致密度(95.3%),且与GA粉末烧结件的致密度(98.4%)相当;JMed粉末烧结件的室温抗拉强度为904.2 MPa,屈服强度为809.1 MPa,与GA粉末烧结件强度相当,断裂延伸率8.14%,显著优于原始HDH粉末烧结件。本研究制备的近球形HDH TC4粉末在注射成形领域展现出良好的应用前景。

汽车反应注射成形聚氨酯行李箱盖板应用研究

介绍了反应注射成形聚氨酯汽车行李箱盖板的工艺和性能,并与传统的汽车行李箱盖板对比,结果表明:反应注射成形聚氨酯汽车行李箱盖板能实现易清洁的特性,便于日常打理;能降低车辆在行驶转弯时行李箱内物品滑动的风险,提升驾乘体验;同时乙醛显著减低,其他性能也符合行李箱盖板要求。

超声辅助注射成形碳纤维增强聚丙烯制件性能研究

利用自行研制的超声辅助注射成形系统,成形了碳纤维质量分数为20%的增强聚丙烯制件,并借助X射线衍射、扫描电镜观测以及拉伸试验等方法,研究了不同超声功率和模具温度、聚合物熔体温度及注射压力对制件内部的分子凝聚态结构与其力学性能的影响。结果表明,在较高的模具温度、较低的聚合物熔体温度及较小的注射压力下,施加功率600 W的超声振动,能够明显增大聚合物熔体的流动剪切速率,进而提高聚合物分子链和碳纤维的取向程度,促进晶核生成与晶体生长,使制件的拉伸强度得到明显提高。

金属注射成形17-4PH不锈钢的研究

研究了17-4PH不锈钢的金属注射成形工艺及其流变学性能、力学性能、微观组织和耐腐蚀性能。结果表明:采用65%PW-30%EVA-5%SA粘结剂组成的注射料具有最好的综合流变学性能。在1 380℃保温90 min的烧结条件下,注射成形17-4PH不锈钢的力学性能最佳,孔隙分布均匀,晶粒尺寸适中。而保温60和120 min则分别表现出烧结不完全和过烧现象。1 380℃保温90 min烧结所得到的力学性能为ρ=7.70 g/cm3,σb=1 275 MPa,δ=5%,硬度36 HRC。注射成形17-4 PH不锈钢的密度、抗拉强度、硬度随着烧结温度的升高而提高,伸长率则随着烧结温度的升高而下降。17-4 PH不锈钢的耐蚀性好,腐蚀期长,具有活化-化金属极化曲线的特征,但钝化电位范围较窄,耐点蚀性能较差。

YG8硬质合金聚甲醛基黏结剂注射成形工艺的研究

采用以聚甲醛(POM)为主要组元的多组元黏结剂,进行WC-8%Co(YG8)硬质合金注射成形。考察了注射温度、注射压力、保压压力等注射工艺参数对注射生坯组织性能的影响,在草酸气氛中对注射生坯进行催化脱脂后,在真空烧结炉中进行热脱脂和烧结。实验结果表明,在注射温度175℃、注射压力10 MPa、保压压力9 MPa、保压时间5 s、模温60℃的注射工艺下,可获得密度较高且无缺陷的注射生坯。在脱脂温度135℃、草酸气体通入速率10 g·min^(-1)、氮气通入速率50 mL·min^(-1)、脱脂时间8 h的催化脱脂工艺下,注射生坯中POM的脱除率可达到97%以上。在1420℃下真空烧结90 min,可获得相对密度超过99%、抗弯强度和硬度HRA分别达1872 MPa、89.5,钴磁为7.2%的YG8硬质合金烧结体。

脉冲熔融-红外/热导法测定钛合金粉末微注射成形脱脂坯中氧氮氢

准确测定钛合金粉末微注射成形脱脂坯中氧氮氢含量对钛合金的粉末微注射工艺改进有很大指导作用。采用工业镍板经过表面打磨、酸洗、加工成固定质量的镍粒来代替市售的镍助熔剂,通过自制镍粒预先加入设备预脱气减少空白影响的方式建立了脉冲熔融-红外/热导法测定钛合金粉末微注射成形的脱脂坯中氧氮氢含量的方法。实验表明,镍粒助熔剂与石墨坩埚经二次脱气,可确保镍粒助熔剂的空白降至极低值以代替市售的镍篮、镍屑等助熔剂。钛合金粉末微注射成形脱脂坯采用振动磨形式加工至0.178 mm以下,镍粒的加入量为1.5 g,分析功率为5 300 W时,可以获得稳定准确的结果。采用实验方法对脱脂坯实际样品进行测定,其相对标准偏差(RSD,n=6)分别为0.080%~0.47%、0.28%~1.3%和1.6%~2.0%;采用加入钛合金标准样品进行加标回收实验,氧氮氢加标回收率分别在95.7%~104%、97.8%~100%及96.6%~103%。方法满足脱脂坯中的氧氮氢快速检测要求的同时,极大地降低了分析成本。

粉末注射成形研究和国际合作

参照PIM 2006和EURO PM 2007国际会议所反映的研究现状,西南交通大学与法国Franche-Comte大学和ENSMM高等工程院校Femto-ST实验室在该领域的研究进展,概述目前粉末注射成形工业的迅速发展状态,综述了粉末微注射成形、轻金属注射成形以及粉末注射成形的数值模拟3个热点问题的研究进展,介绍了当前粉末注射成形的区域和国际交流合作状况以及中外校际合作取得的研究结果.

金属注射成形汽车零件的应用

一、金属注射成形1.金属注射成形。金属注射成形是以金属粉末为原料,借助塑料注射成形工艺制造金属零件的一门技术。最早是氧化物粉末（如AI2O3粉）制造陶瓷零件,所以也叫做CIM（CeramicInjection Moulding）,鉴于MIM与CIM皆以金属粉末为原料,所以也统称为粉末注射成形（Powder Injection Moulding）。

基于造孔法的多孔钛金属注射成形

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为造孔剂,聚甲醛(POM)为主要粘结剂,通过金属注射成形和高真空烧结制备了多孔钛。研究了PMMA在金属注射成形中对多孔钛孔隙特征的影响及烧结温度对多孔钛孔隙特征的影响。结果表明,密炼过程中PMMA与POM等有机粘结剂混合在一起,失去其原有颗粒特征(粒径与形状);热脱脂过程中PMMA集中在350~420℃区间先于高密度聚乙烯(HDPE)分解,起到造孔作用,但孔隙形状不可控且孔径远小于其原始颗粒尺寸;在1100~1250℃烧结区间内,提高烧结温度时多孔钛的开孔率与孔径均呈下降趋势,当烧结温度为1150~1200℃时,多孔钛开孔率为34%~35%,孔径为9.1μm。

超细硬质合金注射成形的溶剂脱脂及脱脂临界厚度

分别以费氏粒度0.71μm和0.53μm的WC-10Co为原料,以石蜡基粘结剂体系为粘结剂,采用金属粉末注射成形技术制备不同厚度的超细硬质合金,研究溶剂脱脂过程以及试样厚度对溶剂脱脂的影响。结果表明,溶剂脱脂是溶解–扩散的过程,粘结剂中包裹WC颗粒的低分子组分石蜡逐渐被溶解,高分子组分作为骨架起支撑作用,使样品保持原有的形状。溶剂脱脂裂纹的本质表现形式是高分子组分骨架断裂。硬质合金注射成形存在一个脱脂临界厚度,基于本实验条件,两种不同粒度原料的硬质合金注射成形脱脂临界厚度分别为7.5 mm和6.5 mm。

固溶处理对粉末注射成形含氮双相不锈钢组织和力学性能的影响

初始粉末为316L奥氏体不锈钢与430铁素体不锈钢的混合粉末,316L:430质量比为40:60。制备工艺采用粉末注射成形+真空回充氮气烧结渗氮工艺,研究了不同固溶处理温度对试样组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的提高,试样中的含氮量下降,铁素体含量逐渐增多,强度和硬度逐渐提高。当固溶温度为1320℃时,试样含氮量为0.12wt%,铁素体与奥氏体的比例为39.1:60.9,试样强度和硬度高于美国MPIF标准中的316L和430L的,抗拉强度为994 MPa,屈服强度为411 MPa,断后伸长率为8.8%,硬度为219 HV。

基于水溶性PEG/PMMA黏结剂的316L不锈钢注射成形研究

目的针对316L不锈钢注射成形,研究一种环境友好型的水溶性黏结剂,并探究水脱脂温度对PEG脱除率的影响。方法配置不同PEG/PMMA比例的黏结剂,通过成形后的形貌及SEM确定黏结剂的比例,对成形完整的生坯进行流变性能测试,最后将生坯放入水浴锅中脱脂,通过SEM观察形貌。结果通过注射成形得出76%(质量分数,下同)PEG、79%PEG和82%PEG 3种喂料能够注出完整的生坯,同时根据SEM观察发现316L不锈钢粉末被黏结剂均匀包裹。在160℃、剪切速率102~105s-1条件下,3种喂料黏度均低于1000Pa·s,符合注射成形的要求。在生坯脱脂过程中,PEG脱除率随着脱脂温度的升高而升高。PEG的脱除使生坯内部形成大量孔隙,有利于后续热脱脂与预烧结的进行。结论与其他成分相比,成分为79%PEG+19%PMMA+5%SA的黏结剂喂料具有较好的流动性,适合注射成形,成形出的生坯形貌完整,内部孔洞较少,并且经过脱脂后仍能保持原始形状,无外部缺陷。生坯在60℃水温下脱脂,PEG脱除率最大,经过10h脱脂后PEG脱除率达到80%。

30Cr13Cu4金属注射成形材料的热处理工艺研究

设计了一种金属注射成形30Cr13Cu4不锈钢材料,研究了热处理工艺参数(时效处理温度和保温时间)对材料组织及性能的影响。结果表明:含Cu金属粉末注射成形的合金组织均匀,相对密度为97.9%;随着时效温度的提高,基体上析出的碳化物数量增加并长大,而析出的球形纳米ε-Cu相转变成短棒状,材料的硬度先增加后降低;在520℃下进行时效处理时,随着保温时间的延长,合金的硬度不断提高,保温14 h后合金硬度为327 HV,析出弥散分布的ε-Cu析出相对合金硬度提高作用明显。

镁合金触变注射成形技术综述

介绍了镁合金触变注射成形在当前的应用状况;从镁合金触变注射成形产品的力学性能、表面质量、耐腐蚀等方面和镁合金压铸产品进行比较,说明了该技术的优越性;最后介绍了镁合金触变注射成形技术最新发展状况。

金属注射成形技术的研究现状

金属注射成形 (MIM)已成为国际粉末冶金领域发展迅速 ,最有前途的一种新型近净成形技术。本文综述了MIM技术的研究现状 。

金属粉末微注射成形技术的发展

本文综述了金属粉末微注射成形技术(Micro MIM)的基本概念、特征、优势,简要叙述了Micro MIM技术的最新动态,包括Micro MIM的工艺特点,各工序的技术、设备等要求,数值模拟,研究现状,应用领域等。

金属注射成形烧结软磁合金的研究状况

介绍了国内外采用金属注射成形技术制备的几种烧结软磁合金材料,包括纯铁、软磁不锈钢、铁硅合金、铁钴合金和铁镍合金,并与精密锻造和传统粉末冶金方法进行了对比,分析了采用注射成形技术生产软磁合金材料的优势。