鐵基粉末注射成型

    注射成形是金屬粉末注射成形工藝中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),它采用和塑料注射成形完全一樣的設(shè)備,它主要由注射裝置、鎖模裝置和溫度控制系統(tǒng)等組成。注射成形過程包括填充、保壓、冷卻三個(gè)階段。填充階段由注射機(jī)螺桿向前移動(dòng)并推動(dòng)熔體從料筒的噴嘴依次進(jìn)入模具的主流道、分流道、澆口、模腔,一模四腔的澆注系統(tǒng)和模腔。不同的粉末制備技術(shù)對(duì)粉末的粒度、顆粒形狀、微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、制造成本等都有不同的影響。

在填充結(jié)束后進(jìn)入保壓階段,完成因熔體冷卻收縮的保壓補(bǔ)縮;在保壓的同時(shí),喂料中的熱量通過模具散發(fā)出去,伴隨著冷卻階段。模腔中的熔體固化后,溫度減到脫模溫度,開模取出已硬化的成形坯,然后開始新一輪循環(huán)。

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鐵基粉末注射成型工藝中粘結(jié)劑的作用

在鐵基粉末注射成型中工藝，粘結(jié)劑起著十分重要的作用，它直接影響著混合、注射成形、脫脂等工序，對(duì)注射成形坯的質(zhì)量、脫脂及尺寸精度、合金成分等有很大的影響。鐵基粉末注射成型所使用的粘結(jié)劑包括熱塑性體系、熱固性體系、水溶性體系、凝膠體系及特殊體系，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，熱塑性粘結(jié)劑體系是鐵基粉末注射成型粘結(jié)劑的主流和先導(dǎo)，熱固性體系粘結(jié)劑應(yīng)用較少，雖然這類粘結(jié)劑的保形性好，但是脫除比較困難。在此，粘結(jié)劑采用熱塑性粘結(jié)劑，其配方為70%的石蠟和30%高密度聚乙烯。450℃以后用4℃/min的速度快速升溫至800℃后保溫45min，使粘結(jié)劑中的聚合物組份完全分解，并完成脫脂和毛坯的預(yù)燒結(jié)。

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鐵基粉末注射成型燒結(jié)

燒結(jié)在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行，真空度為0.1 Pa,

燒結(jié)過程為:開始以4℃/min的升溫速度升至1000℃，保溫45 min，再以6 ℃/min快速升至燒結(jié)溫度1 380 ±10(℃)，保溫45 min,然后隨爐冷卻至常溫。燒結(jié)溫度應(yīng)盡可能穩(wěn)定，燒結(jié)溫度波動(dòng)幾十?dāng)z氏度，可導(dǎo)致燒結(jié)密度波動(dòng)10%，收縮率改變3%。由于鐵基粉末注射成型原料粉末要求很細(xì)，鐵基粉末注射成型原料粉末價(jià)格一般較高，有的甚至達(dá)到傳統(tǒng)PM粉末價(jià)格的10倍，這是目前限制鐵基粉末注射成型技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素，目前生產(chǎn)MIM用原料粉末的方法主要有羰基法、超高壓水霧化法、高壓氣體霧化法等。

終產(chǎn)品的尺寸精度及機(jī)械性能:

成品零件(如圖3)，對(duì)與零件一同備制的標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行了金相分析和力學(xué)性能試驗(yàn)。零件的金相組織為純奧氏體，其力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果:屈服強(qiáng)度為220 MPa，拉伸強(qiáng)度為510 MPa，延伸率為45%，

任取10件測得其平均密度為理論密度得98. 8%。基本達(dá)到了理論上的性能指標(biāo)，滿足使用要求。結(jié)構(gòu)及尺寸均滿足精度要求，不需要加工處理。