硬質合金Wiech法脫脂

從硬質合金MIM技術產生以來,隨著粘結劑體系的不同,形成了多種硬質合金MIM工藝路徑,脫脂方法也多種多樣。最開始投入規模應用的是Wiech法。Wiech法自1980年發明以來經過了幾次改進形成Wiech(1)、(2)和(3)法。Wiech所用的粘結劑為粉末注射成型(PIM)中,特別是硬質合金MIM中應用最多的蠟基粘結劑體系,一般為多種組元體系。Wiech法自出現歷經多次改進,所應用的脫脂原理不盡相同,脫脂效果和脫脂效率也相差巨大。
 
1.Wiech(1)法
(1)法的基本流程是:第一步採用真空加熱環境下利用氣態溶劑進入成形坯溶解粘結劑,溶解到一定程度,粘結劑的溶劑溶液會從成形壞中滲出。第二步採用溶劑脫脂法去除剩餘的部分粘結劑。由於已經通過氣態溶劑脫脂形成的孔隙能道,第二步浸入式溶劑脫脂速度很快,且不會產生裂紋和缺陷。Wiech(1)法在氣態溶劑脫脂期間週期很長,脫脂效率很低。另外由於脫脂溫度高於粘結劑流動溫度,變形較嚴重。下圖為Wiech(1)法經典的工藝路徑。
 
脫脂工藝圖片
 
2.Wiech(2)法
198年Wiech年發明了Wiech(2)法,Wiech(2)法其基本流程是:將硬質合金MIM成形坯置於一惰性氣體容器中,通過調節溫度和氣體流量,使得成形坯中粘結劑的蒸氣壓高於容器內氣氛壓力,這樣粘結劑能從成形壞中蒸發出來進入容器氣氛中,容器中有一個獨立部分用來冷凝收集粘結劑,粘結劑脫除速度可以通過調節冷凝速度來控制。對於多組元粘結劑,還可以通過調節容器內溫度和壓力,有選擇地逐步蒸發排除。此過程約需一天或一天以上時間。
 
3.Wiech(3)法
Wiech于1981年發明了Wiech(3)法,採用虹吸脫脂作為第一步,將硬質合金MIM成形坯置於虹吸料上,緩慢升溫至200℃保溫3h以脫除大部分粘結劑,然後再將成形坯放入爐中於一個大氣壓的氫氣氛中以約3℃/min的速率升至約800℃進行進一步脫脂和預燒結,整個脫脂過程約10h左右。這樣,Wiech實際上採用了三種形式的二步法進行脫脂,先是採用溶劑蒸氣脫脂,然後是蒸發法,後來又採用虹吸脫脂作為第一步,脫脂時間也由最初的3天縮短到了10個小時。但它人都存在一些缺點,Wiech(1)法效率低,成形坯易產生變形。Wiech(3)法脫脂爐內氣氛壓力需精確控制,且對於銷大分子量的粘結劑組元,則蒸發法很難奏效。Wiech(3)法存在虹回應料粘附于成形坯和污染成形坯的問題。
 
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