粉末注射纳米钨粉成形记

粉末注射成形是传统粉末冶金与现代塑料注射成形工艺相结合 而发展起来的一种新型近净尺寸成形技术，该技术的最大特点是可以直接制造出具有最终形状的零部件，最大限度地减少机加工量和节省原材料，而且材料适应性广。目前已广泛应用在陶瓷和难熔金属制备。

目前粉末注射成形钨制品主要问题是由于钨的熔点高，烧结致密化困难，即使在高于2000℃也难以获得致密度高于95％以上的钨制品，特别是采用纳米钨粉作为原料，纳米钨粉有着高的比表面积和高的烧结活性，可在较低温度下得到高致密度纯钨制品，但由于比表面积大，团聚严重，松装振实密度低，成形困难，造成喂料粉末装载量低，制备得到的钨生坯密度低，在后续烧结过程中收缩大变形严重，表面质量和尺寸精度差。

为解决这一不足，我国的学者做了大量的研究，近来，有研究人员在纳米钨粉注射成形领域取得了新的突破。其方法内容包括：

1.浆料制备：首先将粒度为200nm纳米钨粉3000g，聚乙二醇90g在去离子水中进行球磨混合，再经喷雾干燥，喷雾造粒机进风口温度为240℃，出风口温度为130℃，转速为8700rpm，收集得到造粒料。

2.喂料制备。将造粒料3000g与上述成份的粘结剂142g置于对辊机中进行混炼，混炼温度为170℃，转速为30r/min，待混合物形成熔融态后，继续混炼40min，然后取出冷却。

3.注射成形：将喂料破碎后，放入注射成形机中注入模具中，注射温度为160℃，制得钨生坯。

4.脱脂：钨生坯置于三氯乙烯溶液中5h，三氯乙烯通过水浴加热控制在45℃，取出晾干，此时已去除大部分石蜡组分，取出后置于高纯氢气气氛中，以1℃/min升温至420℃，保温30min，接着以2℃/min升温至600℃，保温10min，再以10℃/min升温至900℃，保温30min，随炉冷却后得到脱脂坯。

5.烧结：将脱脂坯体放入坩埚中，在高温烧结炉中通入高纯氢气，以5℃/min速率升温到1550℃，保温2小时，随炉冷却至室温，得到注射成形钨制品。

经喷雾造粒后，注射成形过程中钨粉装载量为50％，同时具有较高的松装密度与振实密度；经1550℃烧结2h制备得到的 钨制品致密度高于95％，收缩变形小，表面质量好，尺寸精度高。

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