影响注射过程和生坯质量的工艺参数很多，相当复杂，控制不当将产生欠注、孔洞、变形、焊线、断裂、毛边、夹心、密度梯度、表面缺陷和生坯单重不一等缺陷。通过合理的选择匹配料温和模温、控制加料量、调节保压压力、保压时间、注射速度、注射压力、改进模具设计、提高模具配合精度等措施，可以有效地控制注射生坯缺陷的产生。以下是几种常见缺陷的产生原因和解决办法。

(1)欠注（或不能注入）。欠注是指喂料在充模过程中不能充满整个模腔。具体原因及解决办法有：

1)料温或模温过低，需要升高料温或模温；
2)加料量不足；
3)喂料黏度过大，一般采取升高喂料温度的办法；
4)流道尺寸设计不合理，浇口应该更宽，流道宜更短，从而充模行为简单，更易充满模腔。

(2)孔洞。孔洞是指在生坯的横截面上可以发现的孔隙。有的为一个近似圆形的小孔，有的发展为几乎贯穿生坯坯体的中心通孔，这是一种常见的缺陷，须小心控制。产生这种缺陷的原因及解决方法有：

1)注射时夹人气体、混炼时喂料夹人气体和不良的充模，均会引发，此时需要对喂料进行调整或修整模具；

2)粉末同黏结剂分离；模温和料温不匹配；保压压力过小，保压时间不足。当这些问题存在时，需改进模具设计，使充模过程中的喂料能均匀地充满型腔；降低模温或注射温度；降低注射速度。

(3)变形。产生原因及解决办法有：

1)脱模时生坯强度低，可以通过降低模温或料温，减小单位时间里注射出生坯的个数，提高装载量，采用强度更高的黏结剂体系等来解决；
2)喂料混炼不均匀或粉末与黏结剂分离；
3)残余应力太大，可通过适当降低注射温度并同时稍微升高模温，降低注射压力和保压压力来解决。




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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。




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(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。




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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。




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