(1)将钨粉、镍粉、铁粉按照所要求的比例称取，在V形混料器中混合12h，转速为36r/min。

(2)黏结剂的制备。实验制备了三种类型和十种成分的黏结剂，它们分别是：蜡基多组元黏结剂，油基塑料体系黏结剂，（油+蜡）基改进塑料体系黏结剂。制备黏结剂时，首先按照比例称取黏结剂各组元的重量，将混料器通电加热。待混料器温度升到一定温度后，首先加入一定量的高分子聚合物HDPE、PP、PS、PP、EVA等。待高分子聚合物软化熔融后，加入低分子黏结剂组元PW、油。然后加入耦合剂SA和DOP。混合0．5-2h后，停止加热、将液态黏结剂倒出，冷却后用袋密封，待做实验用。

(3)混喂料。将钨-镍-铁混合粉末和所制备的黏结剂按照一定的比例称取，粉末装载量为51%。先将黏结剂加入到XSS-300扭矩流变仪中，待熔融后，再加入金属混合粉末。混料温度为100~700℃，对于PW系列黏结剂，混料温度为115-125℃。对于BO黏结剂，混料温度为180℃。对于OP系列黏结剂，混料温度为140-165℃。混料时间为2h。

(4)制粒。采用LSJ20型单螺杆挤出装置将喂料挤成带状、条状。挤出时，喂料在定的剪切应力和温度下没有发生黏结剂与粉末分离的现象，同时，挤出使得黏结剂与粉末分布更加均匀。本实验中的螺杆转速为50r/min，挤料温度为110~160C。

(5)注射。将制粒后的喂料采用S2-28/250型注射成形机注射出各种不同形状的样品和不同厚度的圆片，数量各50件。

(6)溶剂脱脂。在热脱脂前，将注射坯浸没在溶剂中以脱除部分可溶性黏结剂，打开部分开孔隙。实验中所用的溶剂有氯甲烷、正庚烷、环己烷、乙醇、花生油；溶剂脱脂温度为20-75℃，脱脂时间为0~40h。溶剂脱脂一定时间后，取出试样，干燥，然后称取重量。

(7)热脱脂。将经溶剂脱脂后的样品放在舟皿中，采用氧化铝粉充当填料。然后按照一定的脱脂工艺在氢气气氛下进行。

(8)烧结。将经热脱脂后的样品在钼丝炉中烧结，采用二步烧结工艺以控制烧结过程中的变形，然后随炉冷却。

(9)烧结后处理。对于高密度合金弹芯样品，后处理包括两个方面：一方面在1200～1300℃在真空烧结炉中采用真空脱氢处理；另一方面，采用机加工工序从弹芯样品中切取拉伸试样，以检测其力学性能。




高比重合金生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.tungsten-alloy.com
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨钼文库：http://i.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com
钼新闻、钼价格：http://news.molybdenum.com.cn

 

黏结剂与脱脂是联系在一起的，黏结剂决定了脱脂方式。脱脂方式包括传统的热脱脂、溶剂脱脂、虹吸脱脂、BASF催化脱脂。溶剂脱脂又包括Wiech发明的溶剂蒸气脱脂和高压脱脂。脱脂工艺所引起的C含量变化对钨合金性能有很大的影响。脱脂的成功与否要从脱脂变形、开裂、尺寸变化、脱脂时间、环境因素、成本的高低等方面来考虑。

几种脱脂方式各有自己的不足。黏结剂与脱脂的选择应根据经济性、无环境污染性、钨合金成分和零部件的厚度而定。尽管有许多黏结剂与脱脂方式，但由于蜡基黏结剂具有许多优点，实践中仍以蜡基黏结剂和热脱脂为主。  

热脱脂是PIM中最困难和最重要的步骤。脱脂过程中不正确的脱脂工艺方式和脱脂参数导致变形、开裂、应力和气体夹杂，使产品收缩不一致。脱脂对其后的烧结也很重要，在脱脂过程中产生的裂纹和变形不能通过烧结弥补，对合金的致密化和性能有害。热脱脂温度过高，易产生碳化，对钨合金的性能有很大影响。因此，脱脂工艺选择的正确与否会对样品内部缺陷产生和合金性能有很大的影响。PIM喂料中由于含有大量的黏结剂，脱脂后毛坯的强度极低，几乎为松散的粉末聚集体。因此，在烧结过程中收缩很大，易于发生坍塌、变形与弯曲。尤其对于液相烧结的高密度钨合金来说，达到全致密化所需的烧结温度高，液相量多，烧结时间长，钨相与液相的密度相差很大，在液相烧结过程中，在重力的作用下，因液相的黏性流动W颗粒产生重排，坍塌与变形更为严重，严重影响组织均匀性、钨合金性能和尺寸精度的控制，限制了复杂零件的近净形成形。因此，在整个注射成形技术中，如何控制液相烧结过程的变形乃是PIM中需要解决的关键问题。降低烧结温度和促进烧结致密化可控制液相烧结过程中的变形。




高比重合金生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.tungsten-alloy.com
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨钼文库：http://i.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com
钼新闻、钼价格：http://news.molybdenum.com.cn

 

但是，由于PIM中采用了大量的有机黏结剂，有机黏结剂的体积百分比含量在40%-60%。在烧结前这些有机黏结剂必须被脱除干净。否则会产生许多缺陷，对烧结产品的性能有很大的影响。尤其是对于注射成形工艺情况更是如此，这主要是因为：
第一，由于粉末粒度细、形状不规则，呈团聚状，粉末比表面大，所需润湿粉末的黏结剂含量更多，粉末体积含量（即粉末装载量）更低，只有45%～55%左右。黏结剂在粉末表面和粉末内孔中形成很厚的吸附层，黏结剂的脱除更为复杂和困难。不正确的脱脂导致的开裂难以通过其后的烧结致密化弥补，这对于性能对孔隙与裂纹非常敏感的高密度钨合金非常不利；粉末装载量低，脱脂过程中易于产生翘曲，易于产生变形；在液相烧结时收缩过大，变形更为严重，使得尺寸精度控制和物理力学性能的稳定十分困难。
第二，高密度钨合金的性能对杂质和显微组织非常敏感，孔隙和孔隙度很重要。—方面脱除过程中产生的大孔隙等缺陷难以通过烧结弥补，大的孔隙和高的残余孔隙度（孔隙度>1.0%）对性能非常有害。另一方面，高密度合金对于碳元素非常敏感。脱脂过程中黏结剂的脱除不完全，即使只剩下少量残留的碳元素也会导致铜与钨、镍、铁反应，形成脆性金属间化合物，从而降低合金的强度、延性和冲击韧性。
这几个方面的因素严重地制约着PIM技术在高密度合金中的应用与发展。目前国内外采用粉末注射成形技术只能制备形状相对较复杂、厚度（或直径）较小的(10mm)的零部件。对于截面变化大、直径很大、环厚度和宽度都很小的大尺寸变化的大钨环散弹和直径较大的钨合金穿甲弹弹芯（大于20mm），采用目前的粉末注射成形技术制备非常困难，国内外均未见专利和文献资料报道。
高质量的注射坯是获得具有高的尺寸精度和高性能的零部件的一个很关键的因素。注射工艺不稳定、注射坯内产生的缺陷严重影响尺寸精度的控制和性能。而注射工艺的稳定性直接取决于黏结剂，因而在研究开发高密度钨合金的近净成形技术中，黏结剂、注射、脱脂是几个重要的研究方面。




高比重合金生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.tungsten-alloy.com
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨钼文库：http://i.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com
钼新闻、钼价格：http://news.molybdenum.com.cn

 

PIM产品可能的缺陷基本上是在注射成形步骤中形成，如裂纹、孔隙、焊缝、分层、粉末与黏结剂分离现象等，但这些缺陷经常是在直至脱脂和烧结后由于注射时产生的应力被释放后才能发现，因此，注射成形工艺的控制对提高钨合金粉末产品成品率和钨合金粉末材料利用率非常关键。注射成形的目的是获得所需形状的无缺陷成形坯，注射缺陷在后续工艺中不可消除，因而这个步骤要严格控制，在工业发达国家目前正逐步开始采用超声检测技术反映注射成形坯的内部缺陷并采用先进的实验手段予以消除。虽然注射产生缺陷的原因已经查明，但是大多数情况下注射阶段的缺陷控制主要还是凭经验操作。随着科学技术的进步，采用计算机模拟喂料的注射充模过程，并将其与喂料性能等相联系，优化注射条件参数，是未来的发展趋势。

注射成形时的缺陷控制问题基本上可以分为两个方面，一方面是成形温度、压力、时问三者函数关系的设定；另一方面则是填充时喂料在模腔中的流动。因为PIM产品大多数是形状复杂、精度要求高的小尺寸零件，喂料在模腔中的流动就牵涉到模具设计问题，包括进料口的位置、流道的长短、排气孔的设置等，这些都需要对喂料流变性质、模腔内温度和残余应力分布有清楚的了解。计算机模拟技术在粉末注射成形模具设计方面将可发挥重要的作用。

同时，产品和模具设计是注射成形的关键问题之一。尽管现在生产的产品重量可从0. 003g到17kg，而且在改进精度方面已取得了重要进步，然而大多数设计特别是模具设计是凭经验，缺乏可靠的设计知识，CAD系统难以很好地应用于PIM，现已运用塑料模具的原理逐步将MIM模具标准化，随着经验的积累，模具设计和制作的时间将会大大减少，也将会更多地使用多模腔模具以提高注射效率。MIM现在并不需要使用特殊的注射机，将普通的注塑机稍加以改进即可，对于许多产品的注射成形现已实现自动化，但是目前超小型零件的注射成形仍然是个问题。




高比重合金生产商、供应商：中钨在线科技有限公司
产品详情查阅：http://www.tungsten-alloy.com
订购电话：0592-5129696 传真：0592-5129797
电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨钼文库：http://i.chinatungsten.com
钨新闻、价格手机网站，3G版：http://3g.chinatungsten.com
钼新闻、钼价格：http://news.molybdenum.com.cn