第八讲_注射成型

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,粉末注射成型,什么是注射成型,注射成型的特点和应用,喂料的制备,脱脂过程,粉末冶金技术 第八讲,什么是注射成型,powder injection molding,，,PIM,粉末与粘结剂混合后制成适合于注射成型的喂料，升温使喂料产生较好的流动性，在一定压力下用注射成型机将喂料注射到模具的型腔中制成毛坯，冷却固化的成型体在一定的温度下进行脱脂，去除毛坯中黏结剂再烧结得到产品。,什么是注射成型,什么是注射成型,什么是注射成型,工艺流程,脱脂,什么是注射成型,注射成型机,粉末注射成型是粉末冶金与注塑成型相结合的一项新的技术,注射成型的应用,20,世纪,20,年代，热压铸陶瓷,20,世纪,70,年代末,80,年代初，陶瓷发动机部件,19781980,年，,Riverst,和,Wiech,发明,MIM,专利,德国,BASF,公司,Bloemacher,开发,MIM,工艺,注射成型的应用,适用材料,:,铁合金、,Fe-Ni,不锈钢、钨合金、钛合金、,Stellite,合金、,Si-Fe,合金、,Hastelloy,合金、硬质合金、永磁合金、氧化铝、氧化锆、氮化硅等,适用制品：计算机及其辅助设施、工具、家用器具、医疗机械用零件、军用零件、电气用零件、机械用零件、汽车船舶用零件等,注射成型的应用,注射成型的应用,注射成型的应用,注射成型的应用,注射成型的应用,注射成型的应用,注射成型的应用,注射成型的特点,适应性强、周期短、生产率高、易于自动化控制,零部件几何形状的自由度高，制件各部分密度均匀、尺寸精度高，适于制造几何形状复杂、精密及具有特殊要求的小型零件（,0.2g-200g,）,产品质量稳定、性能可靠，制品的相对密度可达,95,98%,，可进行渗碳、淬火、回火等处理,注射压力的影响,喂料的制备,喂料是粉末和粘结剂的混合物。,喂料应具有均匀性、良好的流变特性、良好的脱脂特性。,喂料制备的质量与原料粉末的性能、粘结剂的选择和混合过程有关。,喂料的制备,粉体性能：,粉末的填充密度要高，流动性要好，粉末间的啮合力要强,细颗粒可以增加烧结驱动力，降低烧结温度，但过细使得颗粒团聚严重，难以混匀，增大了喂料的粘度,粒度一般,120,m,，球形颗粒,喂料的制备,粘结剂的作用：,使粉末具有一定的流动性,保持制品形状,喂料的制备,对粘结剂的要求：,粘度低，粒度对应变速率的敏感性小,熔点低，流动性好，固化性好，强度高,对粉末的润湿性好，粘附性好，与粉末无化学作用,采用多组元体系以保证较好的流动性和保形性,各组元必须化学互溶、相溶，不发生相分离,不吸水，无易挥发组元，润湿性好，导热率高，热膨胀系数小，链节长度短，无结晶取向,在脱脂过程中无毒，无污染,易于脱除，无残留物,喂料的制备,粘结剂的种类：,蜡基或油基粘结剂,水基粘结剂,固体聚合物溶液粘结剂,含量一般,15,60%,（体积分数）,喂料的制备,混合过程：,有扩散、对流和分散三种混合机制,主要影响因素是混合速率、温度和时间,时间和混合状态的关系为：,=1-e,-ct,式中,混合状态函数；,t,混合时间；,c,常数。,喂料的制备,混合过程,喂料的制备,脱脂是将成型体内的有机物排除并产生少量烧结的过程，脱脂过程的特点：,易造成产品变形、开裂、有害应力和夹杂等缺陷,耗时长,脱脂方式多样，根据所选粘结剂的种类而定,脱脂过程,脱脂过程,常用脱脂方法：,热脱脂：气氛热脱脂、真空脱脂、虹吸脱 脂、氧化脱脂,溶剂脱脂：萃取脱脂、超临界脱脂、加热溶剂两步法脱脂、冷凝蒸汽脱脂,其他脱脂方法：蒸发,/,升华脱脂、催化脱脂等,脱脂过程,热脱脂包含两个过程：,加热使有机添加剂产生一系列的物理化学变化,有机物从坯体内排出并且扩散到周围,脱脂过程,加热脱脂：,速度应缓慢，防止鼓泡或开裂,坯体应埋在粉中加热,非氧化气氛中进行的脱脂结束后应排除坯体中残余的炭,脱脂过程,溶剂脱脂：,原理：用溶剂不断渗透到坯体内部，将坯体内黏结剂中可溶成分溶解出来,特点：只溶解大部分黏结剂，留下少部分黏结剂维持坯体形状，形成多孔网络体系，在以后的热脱脂中有助于黏结剂的分解与挥发，减少总的脱脂时间,脱脂过程,实例,溶剂脱脂分两阶段：,溶剂萃取,热脱脂,脱脂过程,脱脂过程,其他脱脂方法：,蒸发或升华脱脂,催化脱脂,各种脱脂方法的比较,脱脂工艺,优点,缺点,热脱脂,理论成熟，工艺简单，价格低，不需特殊设备,脱脂速率低，仅适于小型器件,炉温控制困难，有缺陷,溶剂脱脂,效率高，脱脂时间短,工艺复杂，需特殊设备，对环境和人体有害，有变形,虹吸脱脂,脱脂时间短,有机载体粉末附着在陶瓷坯体上难以清除，黏结剂体系有限,催化脱脂,可将脱脂速率提高，适于厚壁器件，无变形,脱脂分解气体有毒，需特殊设备并进行酸化处理，投资高,水基萃取,安全可靠，操作工序简单并和环保要求相适应，脱脂速度快,黏结剂体系有限,微波脱脂,加热速度快，无温度梯度和热应力，节省能量,加热过程很难控制,思考题,注射成型有哪些特点？,注射成型工艺中最困难、最重要、耗时最长的工序是什么？,热脱脂过程中气氛和压力对粉末坯体质量有何影响？,