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粉体百科:金属粉末注射成型工艺


来源:中国粉体网   初末

[导读]  金属粉末注射成型是在传统的注射成型和粉末冶金工艺的基础上发展起来的一种新型的注射成型工艺。金属粉末注射成型技术在制造具有复杂形状、均匀组织结构和高性能、高强度、高精度的近净型产品方面展示了独特的优势。

中国粉体网讯  金属粉末注射成型是在传统的注射成型和粉末冶金工艺的基础上发展起来的一种新型的注射成型工艺。金属粉末注射成型技术在制造具有复杂形状、均匀组织结构和高性能、高强度、高精度的近净型产品方面展示了独特的优势。



金属粉末注射成型工艺流程图


金属粉末的制取


金属粉末注射成型对原料粉末的要求较高,包括粉末的形貌、粒度、粒度组成、比表面、松装密度等。金属粉末注射成型用原料粉末的方法主要有羟基法和雾化法两种,金属粉末注射成型对原料粉末要求很细,故金属粉末注射成型要求很高。


粘结剂


粘结剂在金属注射成型技术中起着相当关键的作用。只有加入一定量的粘结剂后,粉末才具有一定的流动性以适合于注射成型。成型后,粘结剂又起着保持制品形状的作用。

金属粉末注射成型对粘结剂的要求包括:与粉末接触角小,粘附力强;不与粉末发生两相分离现象;冷却后应有一定的强度;脱脂时,不会导致生坯开裂、鼓泡等严重缺陷;纯粘结剂在注射温度下的粘度应小于0.1Pa·s。


混炼


混炼就是在一定装置和一定温度下,将原料粉末及粘结剂进行混合并充分有效地搅拌,使其均匀化并符合注射要求的过程。由于喂料的性质决定了最终产品的性能,所以,混炼这一工艺步骤变得非常重要,这将涉及到粘结剂和粉末加入的方式和顺序,混炼的温度,混炼装置特性等多种因素,最终评价混炼工艺性好坏的一个重要指标就是所得到的喂料的均匀性和一致性。


常用的混炼装置有双螺旋挤出机、乙型叶轮混料机、单螺旋挤出机、柱塞式挤出机、双行星挤出机、双凸轮混料机等。


注射成型


在粉末注射成型工艺中,注射成型是决定生产合格生坯的一道重要工序。混料在注射成型机里通过螺杆搅拌加热,通过注塑机送料系统将塑化后的混合物注入模腔,并保压以补偿冷却收缩。当冷却固化后,零件具有足够的强度后,打开模具,用顶针将零件顶出,获得生坯。


脱脂


脱脂就是采用适当方法,使成型坯中的粘结剂得以全部去除的过程。脱脂的基本方法有2种:溶剂萃取法和热分解法。评价各种脱脂技术最重要的指标是脱脂时间。另外脱脂时,若能避免液相的生成,则可有效控制生坯的变形,保证烧结后的尺寸精度。


烧结


烧结是粉末冶金的一个重要环节,同时也是金属粉末注射成型工艺的最后一道工序。通过烧结,使得金属粉末注射成型产品达到全致密或接近全致密化在烧结阶段,必须对烧结温度的变化进行控制,以获得高密度的金属零件,避免产生任何表面裂纹,而零件又能保持原有的形状并具有相同的尺寸收缩率。为了保证控制温度的变化,烧结过程采用在能准确控制加热温度的真空炉中进行。


参考资料:
黄诗君等.金属粉末注射成型工艺
熊运昌等.金属粉末注射成型技术及应用
韩波等.粉末注射成型工艺及其特点


(中国粉体网编辑整理/初末)
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