钨铜PIM脱脂工艺

钨铜PIM（粉末注射成型）工艺经过混料、注射成型后就到了脱脂烧结工艺。脱脂工艺又被称作成型剂或粘结剂的脱除，其是利用物理或化学方法将所添加的粘结剂（如酒精、石蜡等）进行去除。它也是整个注射成型工艺中所需时间最长也相对最难控制的一个部分，如果控制不当将会引起钨铜坯体的变形、成分不均等缺陷，对钨铜产品的最终性能产生了极大的影响。脱脂速度慢和不易于控制也一直是阻碍PIM技术发展的一大因素，因而相关研究人员从两个角度出发，即研发新型的粘结剂和脱脂技术。

目前使用较多的几种脱脂方法分别是热脱脂、溶剂脱脂、催化脱脂以及虹吸脱脂等四类，其中属于物理脱脂为虹吸脱脂。热脱脂顾名思义通过熔点的差异进行加热，使粘结剂蒸发逸出。其有较广的适用性、成本相对较低、操作也简单方便，但是热脱脂所需时间较长、生产效率也较低且在过程中不容易控制，容易产生脱脂缺陷。而虹吸脱脂的脱脂效率很高，但是虹吸材料和坯块相互粘结的紧密程度无法得到确切的保证且成本相对较高，并没有得到很好的推广使用。催化脱脂工艺属于化学脱脂，其脱脂效率也相对较高，所制得的产品变形量较小，但是催化脱脂中所使用的酸蒸汽对设备有腐蚀性且会污染环境。

而溶剂脱脂是指将坯料浸入加热过的溶剂或溶剂蒸汽中，钨铜坯料中可溶的粘结剂组分通过溶解-扩散作用溶于相应的溶剂中，从而达到脱除粘结剂的目的。其能够大幅缩短脱脂时间，提高整体的生产效率，制品的变形量也相对较小，成分分布均匀，是一种较为理想的粉末注射成型脱脂方法。但是溶剂脱脂是溶剂钨铜生坯由外向内扩散，产生的缺陷小，但是溶剂进入坯体内部，也可能因为过分溶胀而导致试样变形或开裂。溶剂脱脂后，一般需对坯体进行干燥处理以除去生坯孔隙里的溶剂，其中剩余的粘结剂可以通过热脱脂过程进行。这也就形成了二步脱脂法，即溶剂脱脂+热脱脂。

对于溶剂脱脂的控制机制可分为扩散控制、溶解与扩散同时存在控制以及溶解过程控制三个方面。扩散控制是当粘结剂溶解速度较快时，溶剂与被溶解的粘结剂扩散路径较长，相应的扩散速度较慢，这是处于扩散控制阶段，即V_扩散＞V_溶解；溶解与扩散同时存在控制是当粘结剂的溶解速度与扩散速度相当的情况下，即V_扩散≈V_溶解 ；而当粘结剂溶解速度小于溶液中扩散速度时，脱脂过程主要受溶解控制，此时V_扩散＜V_溶解。此后进行热脱脂，在溶剂脱脂进行的过程当中，注射成型的钨铜坯体已经拖出了绝大部分石蜡，而石蜡脱出后在坯体内部就相应地留下了空隙，这也给热脱脂的快速脱除提供了条件。热脱脂的过程其实也可分为两个阶段，其一是热分解过程，属于化学反应，另一个则是粘结剂蒸发气化，属于物理导热传质过程。

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