混炼就是在一定装置和一定温度下,将原料粉末及粘结剂进行混合并充分有效地搅拌,使其均匀化并符合注射要求的过程。由于喂料的性质决定了最终注射成产品的性能,所以,混炼这一工艺步骤变得非常重要,这将涉及到粘结剂和粉末加入的方式和顺序,混炼的温度,混炼装置特性等多种因素,最终评价混炼工艺性好坏的一个重要指标就是所得到的喂料的均匀性和一致性。

                    图1.粉末混合料混炼

 

金属粉末注射成型的混炼过程是在热效应和剪切力的联合作用下完成的。混料温度不能太高，否则粘结剂可能发生分解或者由于粘度太低而发生粉末和粘结剂两相分离现象，至于剪切力的大小则依混料方式的不同而变化。MIM常用的混料装置有双螺旋挤出机、Z形叶轮混料机、单螺旋挤出机、柱塞式挤出机、双行星混炼机、双凸轮混料机等，这些混料装置都适合于制备粘度在1-1000Pa•s范围内的混合料。

 

由于对于硬质合金注射成型而言，其成形粘结剂体系一般是由多组分构成，在混炼时一般采用先加高熔点的组分使其熔化，之后降温，再加入低熔点组分，最后在加入要成形的粉末。这样做的目的是防止由于低熔点的先加入导致的气化或分解。同时分批加入成形粉末可减少降温过程中出现的扭矩迅速增大，保护混炼设备。

混炼过程需严格控制, 因为这一步骤产生的缺陷, 在以后的步骤中无法弥补并且会引发许多新的缺陷。混炼温度太低, 喂料粘度过大, 将导致喂料和混料器之间的磨损而带入异物, 喂料中夹入过多气体, 带入注射生坯中产生孔隙;混炼温度过

高则会恶化粘结剂性能和导致粉末同粘结剂分离;混炼机转速太快而产生的高剪切力将导致磨损引入杂质, 转速太低则不能产生足够的剪切力粉碎合金粉末团粒、不能使粘结剂的粘度适当降低。上述条件若控制不当, 都不能达到混炼均匀的效果, 从而在以后的工序中引发新的缺陷。