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。

钛合金粉末注射成形溶剂脱脂工艺研究

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,然后利用溶剂脱脂方法脱除坯体中可溶性粘结剂。通过对溶剂脱脂动力学分析表明,在脱脂过程中,存在动力学控制步骤转化的过程,提出了脱脂临界厚度的概念。当厚度超过5mm时,试样脱脂过程受扩散控制,在常温下进行溶剂脱脂时,其扩散系数为1.86×10-6cm2.s-1,活化能为12.96kJ.mol-1.K-1;在厚度小于5mm时,试样脱脂过程受粘结剂溶解和扩散混合控制。

钨基高比重钨合金注射坯溶剂脱脂工艺

研究了溶剂脱脂中脱脂率与溶剂、脱脂时间、样品厚度和溶剂温度等参数的关系。结果表明 ,采用多组元低分子有机溶剂的混合物在 4 5℃下溶剂脱脂效果最好。样品厚度对溶剂脱脂时间、脱脂率等的影响显著 ,厚度为 1mm厚的样品在脱脂 4h时 ,其脱脂率可达 70 %以上 ,厚度为 10mm厚的样品在溶剂脱脂 6～ 8h时 ,脱脂率仅 4 3 %。对于直径为 2 0mm厚的大棒 ,溶剂脱脂 2 4～ 3 0h时 ,脱脂量 5 0 %～ 60 % 。

Fe-2Ni粉末注射成形溶剂脱脂相关问题的研究

对石蜡 -油 -聚烯烃粘结剂溶剂脱脂相关问题进行了研究 ,包括溶剂和聚合物种类对脱脂过程的影响 ,脱脂坯强度、脱脂后干燥、溶剂回收等 .结果表明 :用二氯甲烷作溶剂脱脂速率高于三氯甲烷 ;温度升高溶剂脱脂速率增加 ,脱脂速率可达到 2mm/h ;乙烯 -醋酸乙烯共聚物 (EVA)作聚合物组份 ,溶剂脱脂后开裂 ,这与EVA在溶剂中的溶胀率较大有关 ,坯块强度随脱脂进行而降低 ;石蜡 -油在溶剂中累积使脱速率有所降低 ,可通过蒸溜方法使溶剂回收 ,回收率质量分数达 95 %以上 .

硬质合金注射成形多组元聚合物粘结剂的溶剂脱脂工艺研究

以YT5硬质合金为对象,以正庚烷作为溶剂,系统研究了以多组元聚合物为粘结剂的注射坯样的溶剂脱脂行为。考查了粘结剂体系组成、脱脂温度、脱脂时间、样品厚度、样品形状对坯样脱脂率的影响及其原因。结果表明:在3组粘结剂体系中,改进型蜡基粘结剂溶剂脱脂速度最快,脱脂效果最好,40℃,3h条件下该粘结剂体系中能被溶剂溶解的组元的脱除率达到98%;随脱脂温度的升高,脱脂时间的延长,粘结剂脱除率增大;溶剂脱脂初期为扩散控制,后期为溶解控制;粘结剂平均脱除速率与生坯表面积成正比,与生坯厚度成反比;脱脂完成后,脱脂坯边缘和中心组织均匀一致。

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 .

93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯溶剂脱脂工艺

以93W-Ni-Fe粉末挤压成形坯为研究对象,在研究溶剂脱脂动力学的基础上,考察溶剂种类、溶剂加入方式以及脱脂温度对溶剂脱脂过程的影响,并对脱脂前后的坯体断口进行SEM观察。结果表明:以正庚烷作为脱脂溶剂,具有较高的脱脂率,脱脂坯无鼓泡、开裂等缺陷;通过分段优化的脱脂工艺,在45℃的正庚烷中脱脂8 h,脱脂过程中周期性更换溶剂,最终可脱除65%以上的石蜡,且整个脱脂过程均为扩散控制,相应的动力学参数为1.6751×10-5 cm2/s。

粉末注射成形钛合金溶剂脱脂过程研究

研究粉末注射成形(PIM)Ti-6Al-4V注射坯的溶剂脱脂行为,分析了脱脂温度、溶剂种类、注射坯形状对脱脂率的影响。结果表明,脱脂温度对注射坯的溶剂脱脂行为影响显著,随着脱脂温度的升高,脱脂率增加;而注射坯的形状对脱脂率的影响不显著。通过对溶剂脱脂动力学分析表明,正庚烷的活化能为40.39 kJ.mol-1.K-1,大于二氯甲烷的活化能(38.41 kJ.mol-1.K-1);在相同温度下,正庚烷的扩散系数高于二氯甲烷的。

Sm(Co,Cu,Fe,Zr)_z永磁体注射成形坯溶剂脱脂工艺的研究

本文对Sm(Co0.721Cu0.08Fe0.174Zr0.025)7.5注射成形坯进行了溶剂脱脂实验,通过溶剂、温度、装载量和生坯厚度对脱脂速率的影响,分析了注射坯的溶剂脱脂工艺过程。结果表明:在溶剂中添加植物油能有效地抑制脱脂过程中注射坯开裂,并且粘结剂的脱除率可达70%以上;溶剂脱脂的初期主要受扩散反应控制、随着脱脂温度升高和装载量降低,脱脂速率增加,脱脂的后期溶解成为脱脂的主要控制性环节,温度和装载量对脱脂速率的影响与起始阶段相反;注射坯越厚,粘结剂的脱除率越低。

注射成形铜/钨复合材料溶剂脱脂行为研究

以注射成形铜/钨复合材料生坯为研究对象,采用二氯甲烷为溶剂,对成分为CuW5以及CuW15的两种成分的生坯,采用不同粉末装载量、不同形状的试样进行溶剂脱脂。重点考察了溶剂脱脂工艺参数对脱脂行为的影响,还就坯件本征特点对于溶剂脱脂行为的影响进行了分析探讨,最后计算了本实验条件下,用二氯甲烷脱脂的动力学参数,为后续实验条件的设定提供了理论依据。实验结果显示,脱脂温度与时间对于溶剂脱脂是综合外因;在研究脱脂行为时,考虑坯件本体特征的影响十分重要,坯件厚度对于溶剂脱脂影响很大,形状的复杂性几乎不影响脱脂率。粉末形态不够规则,生坯内部孔隙多,溶剂脱脂更易持续进行,达到更大的脱脂量。脱脂初期脱脂速率由扩散控制,呈线性变化,当脱脂时间达到10h以后,脱脂速率将转变为由溶解和扩散混合控制。

316L不锈钢注射成形溶剂脱脂工艺的研究

以粒度为38μm的316L不锈钢注射成形生坯为研究对象,分析了脱脂温度、脱脂时间、生坯厚度及溶剂种类对溶剂脱脂脱脂率的影响。结果表明:采用正庚烷+乙醇+花生油溶剂时,脱脂坯缺陷较少;当脱脂温度为45℃,脱脂时间为12h时,脱脂率可达36%。

大厚度钨基合金正挤压棒坯的溶剂脱脂特性

为了实现厚度达15 mm钨基合金正挤压棒坯的无缺陷脱脂,对大厚度正挤压棒坯的溶剂脱脂行为和机理以及大厚度棒坯溶剂脱脂过程的优化方法和效果进行研究。结果表明:大厚度棒坯的溶剂脱脂对温度非常敏感,极易产生脱脂缺陷;棒坯厚度增大,粘结剂脱除速率降低,产生缺陷的几率增大,d 12 mm和d 15 mm棒坯的适宜溶剂脱脂工艺为(30℃,12 h);d 15 mm棒坯在30℃下脱脂6 h,脱脂量不足30%,且随着脱脂时间的进一步延长,脱脂速率显著下降;大厚度棒坯的溶剂脱脂受扩散控制,棒坯越厚,扩散路径越长,棒坯脱脂速率越小;采用短周期多次浸溶剂方法来优化脱脂过程,实现了正挤压棒坯的无缺陷脱脂,且d 12 mm和d 15 mm棒坯的脱脂量分别可高达55%和45%以上。

粉末近净成形溶剂脱脂技术

溶剂脱脂技术在粉末注射成形和粉末挤压成形工业生产中广泛应用。本文阐述了溶剂脱脂的基本过程,介绍了目前常见的一些溶剂脱脂方法及其研究进展,讨论了溶剂脱脂理论的研究现状,指出了当前溶剂脱脂技术发展要解决的主要问题。

氧化锆陶瓷注射成型溶剂脱脂行为的研究

以氧化锆陶瓷粉体为研究对象,采用低毒性、低成本的煤油作为有机脱脂溶剂,研究了注射成型生坯的溶剂脱脂行为,探索了时间、温度、固相体积分数和粘结剂体系对脱脂速率的影响,分别讨论了各因素影响脱脂速率的机理。结果表明: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,温度是影响反应速率的主要因素,脱脂后期溶解成为控制性环节,浓度差成为影响反应速率的主要因素;注射坯体固相体积分数越高,脱脂速率越慢,粘结剂最终脱除率越低;用部分植物油取代石蜡的蜡-油基复合型粘结剂注射坯体的脱脂速率快于传统蜡基型的注射坯体,最终脱脂率也高于传统型的蜡基注射坯体。

粉末注射成形蜡基粘结剂溶剂脱脂行为研究

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、粉末装载率和液固比对脱脂速率的影响,分析讨论了各因素影响脱脂速率的原因.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,温度是影响反应速率的主要因素,脱脂后期溶解成为控制性环节,浓度差减为影响反应速率的主要因素;液固比越大,脱脂速率越快,粘结剂最终脱除率越高;生坯粉末装载率越高,脱脂速率越慢,粘结剂最终脱除率越低;生坯形状对脱脂速率影响表现为样品厚度和表面积的影响,回归分析表明,脱脂速率与生坯表面积成正比,与生坯厚度的平方成反比.

溶剂脱脂型金属粉末注射成形粘结剂的研究

介绍了几种溶剂脱脂型粘结剂及其优缺点。对溶剂脱脂的原理进行了简述 ,认为聚合物分子量是影响粘结剂体系黏度和强度的因素之一 ,并就溶解度参数方法在溶剂脱脂型粘结剂体系设计中的应用做了简单说明。

Fe-2Ni注射成形的溶剂脱脂

对石蜡-油-聚烯烃粘结剂溶剂脱脂相关问题进行了研究,包括溶剂和聚合物种类对脱脂过程的影响,以及脱脂坯强度、脱脂后干燥、溶剂回收等,结果表明:用二氯甲烷作溶剂,脱脂速率高于三氯甲烷;温度升高,溶剂脱脂速率增加,脱脂速率可达到2mm/h;乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作聚合物组分,溶剂脱脂后开裂,这与EVA在溶剂中溶胀率较大有关;坯块强度随脱脂进行而降低;石蜡-油在溶剂中累积使脱速率有所降低,可通过蒸馏方法使溶剂回收,回收率可超过95％(质量分数)。

钨基高比重钨合金注射坯溶剂脱脂工艺研究

迄今为止,粉末注射成形技术只限于制备厚度较小的零部件,而脱脂是整个工艺过程中限制零部件向大厚度发展的最关键步骤.为了实现厚度达20mm的高比重钨合金大棒的无缺陷脱脂,作者研究了溶剂脱脂中脱脂率与溶剂组成、脱脂时间、样品厚度和溶剂温度等参数的关系.研究结果表明,采用多组元低分子有机溶剂的混合物在45℃下溶剂脱脂效果最好.样品厚度对溶剂脱脂时间、脱脂率等的影响非常显著,厚度为1mm的样品在脱脂4h时,其脱脂率可达70％以上,厚度为10mm的样品在溶剂脱脂6～8h时,脱脂率只有43％.对于直径为20mm的大棒,溶剂脱脂时间为24～30h时,脱脂量为50％～60％,其余粘结剂采用热脱脂工艺脱脂.采用溶剂脱脂不仅可以大大缩短热脱脂时间,关键是可以成功地实现较大厚件的脱脂,对部分溶剂脱脂后的样品,用扫描电镜观察了断面粘结剂的分布,溶剂脱脂过程中粘结剂的溶解、扩散与脱除均由表向里进行.

Ti(C,N)基金属陶瓷注射成形溶剂脱脂工艺研究

以Ti(C,N)基金属陶瓷粉末为研究对象,采用三组不同配比的蜡基粘结剂,考查了注射成形溶剂脱脂工艺中脱脂温度、脱脂时间、试样厚度及溶剂种类和浓度等参数对坯块脱脂率的影响,对溶剂脱脂过程中脱脂坯尺寸的变化及可溶性组元的最大脱除率等也作了初步的研究。结果表明:采用3#粘结剂的脱脂坯溶剂脱脂缺陷最少,较适合于溶剂脱脂;采用正庚烷对该粘结剂的脱脂坯进行50℃溶剂脱脂,经过6 h可脱除70％以上的石蜡,连通孔道基本形成。

溶剂脱脂型MIM粘结剂的研究

对溶剂脱脂的原理及其影响因素进行了阐述,介绍了溶剂脱脂型粘结剂的研完发展情况,认为水溶性粘结别是一类环境友好的粘结刑,具有良好的应用前景。从分子量和溶度参数两个影响因素出发,简述了溶剂脱脂型粘结剂的设计方法。