（材料学专业论文）硬质合金注射成形工艺研究.pdf

摘要 能制翳纛嚣警璧赫墓麓嚣擎霎嚣蓑轰磊 进一步扩大。粉壶注盟成彤( p i m ) 是一种新型近净成形技术，该技术应用于硬质合 会将为丌发具有复杂形状的硬质合金产品，扩大硬质合金应用领域开辟一条新途 径。基于以上思想，本文对硬质合金注射成形工艺及相关基础问题进行了较为系 统的研究口如容包括： 一 丌发予一种具有良好流动性、强度和保形性的新型蜡基粘结剂，其组成为： 6 0 p w 、1 0 h d p e 、5 l p w 、1 0 p p 、5 e p r 、5 d o p 、5 s a 。该粘结剂各 组元之间相容性好，粘结剂与硬质合金粉末润湿性好( 接触角3 7 6 。) ，克服了高 比重粉术注射成形过程中粉末与粘结剂分离的现象。喂料临晃装载量高( 6 5 ) ， 粉末容易分散均匀。喂料的流变性能良好，1 6 0 ，剪切速率为1 1 8 5 s 。时，其粘 流指数r l 和活化能e 分别为0 3 3 1 和2 4 6 k j m o l 。 采用统计分析的方法研究了原料粉末特性对p i m 工艺过程的影响，筛选出显 著影响混合料性质和p i m 工艺过程的参数，并建立相应的经验模型。多元回归分 析得到堆积密度与粉末特性的关系式为：f t = 1 2 9 4 一1 2 d v + 0 7 2o 一1 7 9 s w 一4 4 2 a r ； 粉末特性影响粉末流动性的表达式为：m i = 5 8 2 0 0 6 5 d v 0 2 8o + 1 4 7 a r 。粉末特 性影响喂料粘度的表达式为：r l = 一7 0 9 0 5 5o + 9 1 5 a r - 1 1 7 6 s w ：粉末特性影响 注射温度、压力、保压时问的表达式分别为：t i = 1 4 8 + 0 9 9 5o 一1 1 6 s w + 1 1 2 4 5 a r ， p p = - - 2 3 6 6 3 - 1 2 2 8s w + 1 9 7 2 b a r ，t h 2 3 8 4 + 3 3 5 a r + 0 0 2 d v 一0 5 1 s w 。 采用f 交实验考查了注射参数及其交互作用对注射坯质量的影响。并对硬质 合会矩形试样，环形表壳试样的注射参数进行了优化，其最佳注射参数分别为注 射压力1 4 4 m p a 、注射温度1 6 5 、注射速度6 0 、模具温度3 0 和注射压力8 0 m p a 、 注射温度1 5 5 、注射速度6 0 、模具温度2 5 。参数交互作用对注射坯质量有 重要影响。 动力学研究表明，热脱脂初期和中期阶段，低分子量组元气体在粘结剂液体 中的扩散是动力学控制步骤，3 5 0 时的扩散速率为2 6 6 x 1 0 4c m 2 s ，扩散激活能 q = 3 0 4 1 u t o o l 。当低分子量组元完全脱除后，高聚物共混物( h d p e 、p p 、e p r 共 混物) 的裂解成为控制性环节。硬质合金注射坯( 采用6 # 粘结剂) 可以采用一步 热脱脂方法进行脱脂，在2 5 h 2 7 5 n 2 保护气氛下，脱脂坯能获得较满意的碳含 量控制。 研究了温度、生坯形状、厚度、表面积、固体粉术装载量和液固比对蜡基粘 结剂溶剂脱脂行为的影响。实验结果表明：生坯形状对脱脂速率影响的本质是样 品厚度和表面积的影响。粘结剂平均脱除速率与生坯表面积成正比，与生坯厚度 的平方成反比。动力学分析表明，溶剂脱脂初期，粘结剂在溶液中的扩散是控制 环节，随着脱脂的进行，脱脂过程逐渐转变成由粘结剂溶解、粘结剂扩散共同控 制。采用二步法脱脂有利于硬质合金脱脂坯及合金的碳含量控制，该方法对工艺 条件的适应性增强，过程的可调控性增强。 提出并应用了增压冷凝溶剂脱脂新方法。由于容器内的高压气氛能够缓解脱 脂坯内粘结剂的溶胀和残余应力的释放，因此在增压冷凝溶剂脱脂过程中不易产 生缺陷，脱脂坯具有完整紧密的组织结构，并且保形性良好，脱脂坯强度高 ( 0 3 8 4 m p a ) 。根据f i c k 第二定律建立的平板试样的加压冷凝溶剂脱脂数学模型 为： “o 叭0 7 8 f 一2 5 5 9 1 一n l l 。u 2 丁旭。p l 丁j 球形试样的模型为： t ：t l 土+ 2 罗把r y c 害竺卜t 3 d a b t v d l 石蒿4 d a s t j a 圆棒试样的模型为： t ：1 一三宇掣e x p 仁d a b b 。2 t ) 口篙b m , t b 一一 并采用上述数学模型的图形解法对脱脂过程进行了预测，结果表明，该方法简单 易行，预测准确，具有较高的实用价值。 研究了烧结温度、保温时间、冷却速率、粉末装载量对合金性能的影响。在 1 4 6 0 真空烧结，保温2 小时，合金密度和抗弯强度达到最大值，分别为1 4 7 2 9 c m 和2 4 8 0 m p a 。 研究了硬质合金真空烧结过程中碳氧反应及其热力学，建立了w c c o 合金 真空烧结碳含量控制的优化工艺。在本文的实验中，对于y g 8 合金的真空烧结， 采取在1 l o o 1 3 0 0 c 之间缓慢升温并且分段保温的方法使碳氧反应进行完全：对 于y t 5 合金，采取在1 1 5 0 1 3 5 0 之间缓慢升温并且分段保温的方法使碳氧反应 进行完全。 对p i m 硬质合金产品变形影响因素的研究结果表明：p i m 硬质合金烧结变形 的原因主要包括：成形坯密度不均匀、不均衡的碳浓度、烧结过程中环境温度不 均匀等。经优化的p i m 工艺制备的硬质合金制品最小尺寸偏差达到o 0 2 m m 。 发明了热塑一热固性粘结剂r g l 2 和r g 2 3 。粘结剂r g l 2 的成分为：3 5 p w ，1 0 e v a ，5 0 e 2 0e p o x y ，5 d i c y 。粘结剂r g 2 - 3 的成分为：4 0 p w ， 1 0 h d p e ，5 0 e p o x y 。在注射完成之前粘结剂和喂料完全表现为热塑性。r g l 2 、 r g 2 3 喂料的临界装载量均达到了5 9 v 0 1 。剪切速率为11 8 5s 1 时，其粘流活化 能占值分别为1 1 9k j m o l 。1 和1 6 1k j m o l 。r g l 2 喂料在9 0 、1 0 0 和1 1 0 下的疗值分别为0 3 2 7 、0 3 5 4 和0 3 5 4 ，r g 2 3 喂料在1 2 0 、1 3 0 和j 4 0 下的门值分别为0 3 2 7 、0 3 5 4 和0 3 5 2 ，喂料流变性好。r - g 1 2 和r - g 2 3 生坯强 度分别达到5 8 m p a 和7 8 m p a ，固化后成形坯强度分别达到1 7 6 m p a 和1 9 1 m p a 。 红外测试证明：双氰胺对环氧树脂的固化反应包括双氰胺中氨基与环氧基的 加成反应、环氧基的醚化反应、氰基本身的反应以及双氰胺上的氰基与环氧基的 反应。根据q z a w a 提出的非等温固化反应动力学活化能的计算公式： 晶= - r a l o g q o 4 5 6 7 2 3 ( 1 t p ) 一r a l n q 1 o s ：a c ，r ) 求得固化反应的活化能为1 1 2 5 k j m o l 。外推法得到了环氧树脂固化反应温度参数， 即固化反应起始温度t i 、峰顶温度t 。、峰终温度t f 分别为1 5 7 、1 7 7 和2 0 6 。 采用热塑热固性粘结剂r g l - 2 、r g 2 3 制备的y g 8 、y t 5 硬质合金烧结后 接近全致密，其强度分别达到2 4 8 0m p a 和2 1 0 0 m p a ，硬度分别达到h r a 8 9 7 和 h r a 9 0 4 。基本达到同牌号传统压制烧结硬质合金制品的水平。制品尺 高的( 最小尺寸偏差为0 0 2 m m ，最小弯曲度为1 0 0 0 5 6 ) ，保形性良好 t u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d e i s w i d e l yu s e d a s c u t t i n g t o o l sa n dw e a l r e s i s t a n c e m a t e r i a l sf o ri t se x c e l l e n tp r o p e r t i e s c o n v e n t i o n a l l y , t u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d el s m a d eb yp r e s s s i n t e rt e c h n o l o g yw h i c hc a nn o tp r o d u c ew a r e sw i t hh i g hc o m p l e x i t y n e v e r t h e l e s s t h ep r o d u c t sa r ed i f f i c u l tt of u r t h e rm a c h i n i n g ，如r e s t r i c t st h ea p p l i c a t i o n o ft h em a t e r i a l s p o w d e ri n j e c t i o nm o l d i n g ( p i m ) i san e ts h a p ef o r m i n gt e c h n o l o g y w h i c hi sg o o da tp r o d u c i n gs m a l lp r o d u c t sw i t hc o m p l e xs h a p eo fa l m o s ta l lp o w d e r m a t e r i a l s i tw i l lb ea ne f f e c t i v em e t h o dt op r o d u c et u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d ep a r t s w i t hc o m p l e xs h a p e w h i c hw i l lw i d e nt h ea p p l i c a t i o na r e ao ft h em a t e r i a l s b a s e do n t h ei d e a s p i mt e c h n o l o g yo f t u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d ea n ds o m eb a s a la s p e c tr e l a t i n g a r ei n v e s t i g a t e di nt h i sp a p e r an e ww a x - b a s e db i n d e r , w h i c hi sp r o v i d e dw i t hg o o df l u i d i t y , h i g hs t r e n g t ha n d g o o ds h a p er e t e n t i o n ，i sd e v e l o p e d i tc o n s i s t so fp a r a 历nw a x ( p w ) o f 6 0p e r c e n t ，l i q u i d p a r a f f i nw a x ( l p w ) o f 5 p e r c e n t ，h i g h - d e n s i t yp o l y e t h y l e n e ( h d p e ) o f1 0p e r c e n t p o l y p r o p y l e n e ( p p ) o f1 0p e r c e n t ，e t h y l e n ep r o p y l e n eb l o c kc o p o l y m e r ( e p r ) o f 5p e r c e n ta n ds t e a r i ca c i d ( s a ) o f 5p e r c e n t t h ec o n t a c ta n g l eo f t u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d ea n dt h eb i n d e ri s3 7 6 。t h ev i s c o s i t yo f t h eb i n d e ra n df e e d s t o c ki s0 0 2 l p a sa n d5 1 5 2p a sr e s p e c t i v e l y t h ef e e d s t o c ki s e a s yh o m o g e n i z e da n dac r i t i c a lp o w d e rl o a d i n go f6 5 v 0 1 i s a c h i e v e d a ni d e a lr h e o l o g yi sa c h i e v e db yf e e d s t o c kw i t hap o w d e r l o a d i n go f 6 2 v 0 1 a n dt h ef l u i d i t ye x p o n e n tna n dv i s c o s i t yf l u i de n e r g yea r e0 3 3la n d2 4 6 k j m o l r e s p e c t i v e l ya t1 6 0 f o r as h e a rr a t eo f1 1 8 5 s i n f l u e n c eo f p o w d e r p r o p e r t i e so np i mt e c h n o l o g yi ss t u d i e du s i n gr e g r e s s i o nm e t h o d c h a r a c t e r i s t i c sw h i c hi n f l u e n c e e v i d e n t l yt h ep r o p e r t i e so ft h ef e e d s t o c ka n dp i m t e c h n o l o g y i s p o i n to u ta n dt h e m a t h e m a t i c sm o d e li se s t a b l i s h e dt o c l a r i f yt h e i r r e l a t i o n s h i p t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np o w d e rc h a r a c t e r i s t i c s ( d v , s w , a r ) a n dp o w d e r p a c k i n gd e n s i t y ( f , ) i sf o r m u l i z e da s 庐1 2 9 4 1 2 d v + 0 7 2o 1 7 9 s w - 4 4 2 a r , w h e r ed v i st h e a v e r a g ed i a m e t e ro f t h ep a r t i c l e s 。s wi st h ea s p e c to ft h ep o w d e ra n da ri st h ea s p e c t r a t i oo ft h ep a r t i c l e ；p o w d e rc h a r a c t e r i s t i c sa f f e c tt h ef l u i d i t yo ft h ep o w d e rf m i ) a n d r h e o l o g yo f t h e f e e d s t o c k ( r 1 ) a c c o r d i n g t oe q u a t i o n m i = 5 8 2 0 0 6 5 d v 一0 2 8o + 1 4 7 a r a n dr l = - 7 0 9 0 5 5o + 9 1 5 a r - 1 1 7 6 s w r e s p e c t i v e l y , w h e r e oi st h e p a r t i c l e s i z e d e v i a t i o no ft h ep o w d e r , w h i c hi n d i c a t e st h ep a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o nw i d t ho ft h e p o w d e r p o w d e r c h a r a c t e r i s t i c sa f f e c t i n j e c t i o np a r a m e t e r s s u c ha sb a r r e l t e m p e r a t u r e ( t i ) ，i n j e c t i o np r e s s u r e ( p p ) ，i n j e c t i o nh o l d i n gt i m e ( t h ) a c c o r d i n gt oe q u a t i o n t i = 1 4 8 + 0 9 9 5o - 1 1 6 s w + 1 1 2 4 5 a r ，p d = 一2 3 6 6 3 1 2 2 8 s 、+ 1 9 7 2 8 a ra n d t h = 3 8 4 + 3 3 5 a r o 0 2 d v o 51s wr e s p e c t i v e l y i n f l u e n c eo fk e yi n j e c t i o nm o l d i n gp r o c e s s p a r a m e t e r so nt h eq u a l i t yo ft h ea s i n j e c t i o n m o l d e d s p e c i m e n s i ss t u d i e da n dt h e p a r a m e t e r s a r e o p t i m i z e du s i n g o r t h c i g o n a la r r a y se x p e r i m e n t a ld e s i g na n ds t a t i s t i c a la n a l y s i sm e t h o d t h eo p t i m i z e d i n j e c t i o np a r a m e t e r sf o rr e c t a n g l es p e c i m e n sa r ea s f o l l o w i n g ：i n j e c t i o np r e s s u r e 1 4 4 m p a ，i n j e c t i o nt e m p e r a t u r e1 6 5 c ，i i l j e c t i o ns p e e d6 0 a n dd i et e m p e r a t u r e3 0 1 h eo p t i m i z e di n j e c t i o np a r a m e t e r sf o rw a t c h c a s er i n ga r e a sf o l l o w i n g ：i n j e c t i o n p r e s s u r e8 0 m p a ，i n j e c t i o nt e m p e r a t u r e1 5 5 i n j e c t i o ns p e e d6 0 a n dd i et e m p e r a t u r e 2 5 s o m ei n t e r a c t i o nb e t w e e ni n j e c t i o n p a r a m e t e r sh a sg r e a ti n f l u e n c eo nt h eq u a l i t v o f t h eg r e e n p a r t s k i n e t i c so ft h et h e r m a l d e b i n d i n gp r o c e s si ss t u d i e da n dt h er e s u l t si n d i c a t et h a t d u r i n gt h eb e g i n n i n ga n dm i d t e r m ，t h ec o n t r o ls t e pi sb i n d e rv a p o rd i f f u s i n gt h r o u g h i l l - t h eb i n d e rl i q u i d n 地d i f f u s i n gr a t ei s2 6 6x1 0 。c m 2 sa t3 5 0 a n dt h ed i f f u s i n g a c t i v ee n e r g yi s3 0 4 k j m 0 1 a r e rt h el o wm o l e c u l a rw e i g h tc o m p o n e n t sa r ea l m o s t r e m o v e df r o mt h es p e c i m e n s ，d e c o m p o s i n go ft h ec o - m i x t u r eo fh d p e ，p be p r b e c o m et h ec o n t r o ls t e po ft h e r m a ld e b i n d i n g p i m 。p a r t so ft u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d e c a l lb ed e b i n d e db yt h e r m a ld e b i n d i n gm e t h o di nc e r t a i na t m o s p h e r e i d e a lc a r b o n c o n t r o li sa c h i e v e di n2 5 h 2 7 5 n 2m i x t u r ea t m o s p h e r e f o c u s i n go nt h e i n f l u e n c e so fp r o c e s sp a r a m e t e r s ，s o l v e n td e b i n d i n gp r o c e s s o f w a x b a s e db i n d e ri ss t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y t h er e s u l t si n d i c a t et h a ts o l v e n td e b i n d i n g r a t ei n c r e a s e sa st h es u r f a c ea r e ao f t h es p e c i m e n si n c r e a s i n g ，a n dl td e c r e a s e sa st h e s q u a r eo fs p e c i m e n s t h i c k n e s si n c r e a s i n g t h es o l v e n td e b i n d i n gp r o c e s si sc o n t r o l l e d b vd i m l s i o ni n i t i a l l y , a n dt e m p e r a t u r ei st h ed o m i n a n tp a r a m e t e r t h e nl t t u r n st o d i s s o l u t i o n d i f l u s i o nc o - c o n t r o l ，b i n d e rc o n c e n t r a t i o nb e c o m et ob et h em o s ti m p o r t a n t f a c t o r t w os t e pd e b i n d i n gm e t h o ds u c ha ss o l v e n td e b i n d i n gp l u ss e q u e n tt h e r m a i d e b i n d i n g c a nn o to n l ym a k ec a r b o nc o n t r o le a s y , b u ta l s oe n d o w st h et e c h n o l o g ym u c h f l e x i b i l i t y t od e b i n d i n g a t m o s p h e r e a ne f f e c t i v e d e b i n d i n g m e t h o d t e r m e d h i g i l p r e s s u r e c o n d e n s e ds o l v e n t d e b i n d i n g i si n v e n t e d h i 吐p r e s s u r ea t m o s p h e r ed u r i n gd e b i n d i n g c a r lr e d u c e d e b i n d i n gd e f o c tc a u s e db y b i n d e rs w e l l i n ga f t e ra b s o r b i n gs o l v e n ta n ds t r e s sr e l e a s eo f t h es p e c i m e n s s p e c i m e n sw i t hh i g hs t r e n g t ha n dg o o ds h a p er e t e n t i o na r eo b t a i n e db y t h e t e c h n o l o g y b a s e do nf i c k 。sd i f f o s i o n l a w , m a t h e m a t i c a lm o d e l sf o r c o n d e n s e d s o l v e n t d e b i n d i n gp r o c e s s a r e d e v e l o p e d f o r s l a b s p e c i m e n s ，t h e m a t h e m a t i c a lm o d e i i s e x p r e s s e d a s 山1 - r ) = 丁0 0 0 2 4 6 ，e d 半 f o r s p h e r es p e c i m e n s ，t h e r ei s 廖盼扣志 _ 半 f o r c y l i n d e rs p e c i m e n s ，t h e r ei s ，：l 一三争烈e x p ( - d a n b 2 t ) 口篙6 ，jj 帅j ” 。 a g r a p hm e t h o di si n t r o d u c e dt of o r e c a s tt h ed e b i n d i n gp r o c e s su s i n gt h ee s t a b l i s h e d m a t h e m a t i c a lm o d e lw h i l e c o m p l i c a t e dc a l c u l a t i o n c o u l db ea v o i d e d v e r i f i c a t i o n e x p e r i m e n t sa r ec a r r i e do u ta n dt h er e s u l t sa r ec l o s et ot h o s ep r o g n o s t i c a t e db yt h e u p m e n t i o n e dm o d e l a n dm e t h o d e 腩c to fs i n t e r i n gp a r a m e t e r ss u c ha ss i n t e r i n gt e m p e r a t u r e ，h o l d i n gt i m e ，c o o l i n g r a t ea n d p o w d e rl o a d i n go f t h ef e e d s t o c ko nt h ep r o p e r t i e so ft h ea ss i n t e r e ds p e c i m e n s a r ei n v e s t i g a t e d t w op h a s ea l l o yi sa t t a i n e db y s p e c i m e n ss i n t e r e da t1 4 6 0 f o r 2 h s a n dt h et r a n s v e r s er u p t u r es t r e n g t h ，h a r d n e s sa r e2 4 8 0 m p a ，h r a 8 9 5 r e s p e c t i v e l y c a r b o n o x y g e nr e a c t i o na n dt h e r m o d y n a m i c sd u r i n gv a c u u ms i n t e r i n gp r o c e s sa r e s t u d i e d i nt h ee x p e r i m e n t so ft h i sp a p e r , f o rt h ev a c u u ms i n t e r i n go fy g 8 t u n g s t e n c e m e n t e dc a r b i d e ，t h es i n t e r i n gt e m p e r a t u r ei s s t e p e du ps l o w l yd u r i n g1 1 0 0 1 3 0 0 a n dk e p tf o r1 0m i n u t e sa t 1 1 0 0 ，1 2 0 0 ，1 3 0 0 r e s p e c t i v e l y f o rt h es i n t e r i n go f y t 5t u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d e ，t h es i n t e r i n gt e m p e r a t u r ei s s t e p e du ps l o w l yd u r i n g 1 1 5 0 1 3 5 0 a n d k e p t f o r1 0m i n u t e sa t1 1 5 0 ，1 2 5 0 ，1 3 5 0 r e s p e c t i v e l y f a c t o r sa f f e c t i n gv a c u u ms i n t e r i n ga r ei n v e s t i g a t e da n dt h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h e i v d e f o r m a t i o no f t h ea s - s i n t e r e ds p e c i m e n si sc a u s e db yd e n s i t yg r a d i e n t ，i n h o m o g e n e o u s c a r b o nd i s t r i b u t i o n a s y m m e t r yh e a t i n ga n ds oo n g o o ds h a p er e t e n t i o n a n d 0 0 2 m md i m e n s i o nd e v i a t i o na r ea c h i e v e db yo p t i m i z e dp i m p r o c e s s t h e r m o p l a s t i c t h e r m o s e t t i n gb i n d e rt e r m e dr g l 2a n dr g 2 - 3a r ed e v e l o p e d t h e c o m p o s i t i o no f r g l 2i s3 5 p w ，1 0 e v a ，5 0 e - 2 0e p o x y r e s i n ，5 d i c yt h e c o m p o s i t i o no fr g 2 3i s4 0 p w ，l o h d p e ，5 0 e p o x yr e s i n t h eb i n d e ra n d f e e d s t o c ke x h i b i t t h e r m o p l a s t i c b e h a v i o rb e f o r et h e s p e c i m e n s a r e s u c c e s s f u l l y i n j e c t i o n m o l d e d ap o w d e rl o a d i n go f5 9 i sa c h i e v e da n dt h es t r e n g t ho ft h e r e c t a n g u l a rs p e c i m e n sw i t hr g i - 2a n dr g 2 - 3a sb i n d e ra r e5 8 m p aa n d7 8 m p a r e s p e c t i v e l y , a n d i tt u r nt o1 7 6 m p aa n d1 9 1 m p aa f t e rc u r e d b y d i c ya n d e t h y l e n e d i a m i n er e s p e c t i v e l y f t i rs p e c t r a p r o v e s t h a t 也er e a c t i o no fe 2 0 e p o x yr e s i na n dd i c yi n c l u d e a m i d o - e p o x yr e a c t i o n ，e t h e r i s a t i o no fa m i d o ，p o l y m e r i z a t i o no fa m i d o ，e t e b a s e do n q z a w a se q u a t i o n 磊；- r a l o g q o 4 5 6 7 z 尘( 1 黝= - r a l n q 1 0 5 2 a ( 1 t s , ) ，t h ea c t i v a t i o n e n e r g y 日i sc a l c u l a t e d a sl1 2 5 k j m 0 1 t h e c u r i n gp a r a m e t e r s s u c ha s b e g i n n i n g t e m p e r a t u r e ，t o pp o i n tt e m p e r a t u r e a n df i n i s h t e m p e r a t u r e o ft h ed s cc u r v ea r e d e t e r m i n e db y g r a p hm e t h o d a s1 5 7 、1 7 7 a n d 2 0 6 r e s p e c t i v e l y b i n d e rr g l - 2a n dr g 2 3w e tt u n g s t e nc e m e n t e dc a r b i d ev e r yw e l l a n dap o w d e r l o a d i n go f 5 9 v 0 1 i sa c h i e v e d t h ef l o wb e h a v i o re x p o n e n tno ff e e d s t o c kb a s e do n r g l 2a r e0 3 3 7 、o 3 7 2a n d0 3 8 4f o r9 0 ，1 0 0 a n dll o a n dt h ef l o wa c t i v a t i o n e n e r g ye i s1 7 4k j m o l 一t h ef l o wb e h a v i o r e x p o n e n tno ff e e d s t o c kb a s e do nr g 2 3 a r eo 3 2 7 ，0 3 5 4a n d0 3 5 2f o r1 2 0 ，1 3 0 a n d1 4 0 a n dt h ef l o w a c t i v a t i o ne n e r g y ei s1 6 1k j m o l 一 y g 8a n dy t 5c e m e n t e dc a r b i d em a d eb yp i m w i t hr g l 2a n dr g 2 3a sb i n d e ra r e o fa l m o s t1 0 0 t h e o r yd e n s i t y t h et r a n s v e r s er u p t u r es t r e n g t ha c h i e v e2 4 8 0m p a a n d 2 1 0 0 m p a r e s p e c t i v e l y , t h eh a r d n e s sa c h i e v eh r a 8 9 7a n dh r a 9 0 4r e s p e c t i v e l v t h e b e s td i m e n s i o nd e v i a t i o no ft h er e c t a n g u l a rs p e c i m e nj s o 0 2 l o n l t h eb e s tc a m b e r i s 1 0 0 0 5 6 c o m p a r e dw i t hw a xb a s e db i n d e r , s p e c i m e n sb a s e do nr g l 2a n dr g 2 3 a c h i e v eb e t t e rs h a p e r e t e n t i o n ，a n dt h ep i m p r o c e s si se a s yt oc o n t r 0 1 v 1 1 粉末注射成形的特点、发展历程及技术现状 1 1 1 粉末注射成形技术的特点 粉末注射成形( p o w d e ri n j e c t i o nm o l d i n g ，简称p i m ) 是传统粉末冶金技术与 塑料注射成形工艺相结合而发展起来的一种新型近净形( n e to r n e a r - n e t s h a p e ) 成形技术【卜3 】。其基本工艺步骤如图1 1 所示【4 】。首先将粉末与粘结剂混合，混合 料制粒后，经注射成形得到所需要形状的预成型坯。粘结剂赋与混合料粘性流动 的特征，从而有助于模腔填充和喂料装填的均匀性。对预成形坯进行脱脂处理排 除粘结剂后，再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品可能还要进行进一步致密化处 理、热处理或机加工。 ：叫至h 至m 垂寸恒耐盥 图1 1p i m 的基本工艺步骤 f i g 1 1af l o wc h a r ti d e n t i f y i n gt h ek e ys t e p si nt h ep i mp r o c e s s p i m 结合了传统粉末冶金和塑料注射成形技术的优点，突破了传统金属粉末 模压成形工艺在产品形状上的限制。p i m 利用粉末冶金技术特点烧结生产出致密 的、力学性能及表面质量良好的机械零件，利用塑料注射成形技术大批量、高效 率地生产形状复杂的零件。表1 1 是p i m 技术与几种传统零件制造技术对比所具 有的优势【。”。图1 2 是制造不同复杂程度的零件时几种制造工艺生产成本的对比 ”j 。可见，p i m 技术能制造出传统粉末冶金方法不能达到的复杂形状的制品，而 表1 1p