粘结剂体系对硬质合金溶剂脱脂的影响

硬质合金的注射成型技术一次成形材料利用率高,表面光洁度好,生产成本低,特别适合于大批量生产体积小、形状复杂的硬质合金零部件。脱脂工艺是注射成形工艺过程中最重要,也是最困难的步骤之一 ,控制不当将引起脱脂坯变形,成分波动等缺陷,进而影响最终硬质合金产品的性能。在硬质合金注射成型脱脂工艺中,最常使用的是热脱脂和溶剂脱脂。其中溶剂脱脂一般作为二步脱脂的第一步,也是最重要的一步,溶剂脱脂的质量好坏直接影响硬质合金制品的质量好坏。这其中溶剂脱脂的粘结剂体系组成、脱脂温度、脱脂时间、样品厚度及形状等是最重要的工艺组成。由于不同粘结剂体系的组成对脱脂率的影响最为明显且直接,故研究粘结剂体系的组成对脱脂率的影响就显得至关重要。
 
下图为2种石蜡基(1#、2#)和1种油基(3#)的脱脂率变化图片。
 
粘结体系对脱脂的影响图片
 
1. 石蜡基(PW)粘结剂硬质合金注射坯脱脂时随脱脂时间延长,各组粘结剂脱除率均增加,其中石蜡基(PW)的不同粘结剂的脱除速率和最终脱脂率都相差不大。对于分子量较大的石蜡在溶剂脱脂时首先发生较低分子量的正庚烷溶剂向较高分子的PW等聚合物中扩散,将高分子有机物的链节强度弱化而解链,产生溶胀效应,再发生溶解,因此,其溶解速度较慢。
 
2. 油基(主要有植物油基和矿物油基)粘结剂注射坯样的脱脂速率明显快于前者,最终脱脂率也高于石蜡基(PW)粘结剂。油基粘结剂能方便地用溶剂溶解而脱去,脱脂时间短,因而表现出比、 更好的溶剂脱脂特性。所以 油基粘结剂粘结剂的脱脂效果最为理想。另外,油基粘结剂具有比蜡更好的流动性,在注射成形时可使内应力松弛避免坯样微裂纹的产生。含有油基小分子的有机液体与正庚烷的相溶性好,它们更容易从注射坯向溶剂中扩散而脱除,而且不产生溶胀效应,表现出比PW更好的溶剂。下图为2种石蜡基和1种油基的脱脂率变化图片。
 
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