不锈钢粉末与粘结剂相互作用对金属注射成型的影响

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ernie_dun
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金属注射成型(MIM)是一种快速制造复杂形状零件的净成型工艺。粘结剂对粉末的相容性直接影响到喂料特性。一般来说,良好的相容性意味着具有良好润湿性或较强界面结合力。本文将改性粉末与以官能化共聚物为主成分的粘结剂混炼成喂料,使粉末与粘结剂之间以氢键或化学键相连接,增大相互作用力,制备出高密度、高力学强度以及脱脂保型性好的生坯,具体内容如下:采用KH550偶联剂对17-4PH不锈钢粉末进行表面处理,在粉末表面接枝上氨基,对表面改性前后的粉末进行沉降体积、表面元素及粒径分布等测试。粘结剂组分中的官能化聚合物是以甲基丙烯酸甲酯(MMA)分别与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行共聚合反应,制备出侧链带有羟基的P(MMA-co-HEMA)共聚物(命名为PMH)和带有环氧基的P(MMA-co-GMA)共聚物(命名为PMG)。粘结剂由70 vol.%官能化聚合物和30 vol.%聚乙二醇(PEG1500)组成。将不锈钢粉末与粘结剂混炼成喂料,考察了两者相互作用力的强弱对喂料流动性、生坯密度、强度及脱脂过程的影响。研究表明:随着粉末与粘结剂相互作用力的增强,生坯密度及强度有较明显提升。改性粉末和官能化粘结剂制备的喂料熔融指数在42-65 g/10min范围内(230°C,2.16 kg),能够满足注射成型对熔体流动性的要求,且用其制备的生坯密度提高了约0.08 g·cm-3,生坯强度也有所提高,其压缩模量达到1330 MPa。对脱脂进行工艺优化,探究相互作用、脱脂方式、脱脂时间、脱脂气氛和生坯尺寸等因素对脱脂率及保型性的影响。实验发现,改性粉末与PMG粘结剂构成的生坯具有更好的保型性和尺寸稳定性;对比直接热脱脂的生坯,采用两步脱脂法(水萃取和热脱脂)的生坯未发生膨胀、开裂及孔洞等缺陷,试样宏观形貌及微观结构均保持完好。
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