粉末注射成形纳米钨粉攻略

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,被国际上誉 为“当今最热门的零部件成形技术”。

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。为解决烧结致密化问题，避免以纳米钨粉粉体作为注射成形原料制备钨制品装载量低，变形严重，尺寸精度低等质量方面的缺陷，提出一种改进的方法。

改进方案注射成形的特征在于向纳米钨粉加1-5wt％表面包覆剂，与去离子水配制成浆料；经喷雾干燥进行造粒，制得纳米钨粉造粒料，将钨造粒料与粘结剂按体积比为50：50-60：40的配比置于辊式混炼机上进行混炼，再经注射成形制备成钨生坯，经脱脂、烧结后制得钨制品。其过程如下：

1.浆料制备：首先将商购粒度为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％，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。

工序所制得的纳米钨粉体造粒料粒度为1～30μm，造粒后与粘结剂混炼后装载量达50～60％。造粒后钨粉经注射成形后，1550℃高纯氢气保护作用下致密度大于95％，变形小，表面质量好，尺寸精度高。

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