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超细晶硬质合金具有高强度、高硬度的“双高”优质性能,利用粉末注射成形独特的优势成形超细硬质合金能进一步扩展该合金的应用范围。本文内容主要分为两部分:一是超细晶硬质合金粉末注射成形工艺的研究,二是超细晶硬质合金直齿圆柱齿轮与铣削刀片的试制。试验制备出了超细晶硬质合金直齿圆柱齿轮与铣削刀片,硬质合金的成分配比为:10%Co、89.28%WC、0.27%VC、0.45%Cr3C2;晶粒尺寸0.465μm;非化合碳级别C06;密度13.99g/cm3、硬度90.1HRA、抗弯强度250MPa。粉末注射成形工艺包括喂料的制备、注射成形、脱脂、烧结等。(1)喂料的制备包括粉末的球磨、粘结剂配方的选用、粉末装载量的选定等内容。粉末的球磨工艺参数采用控制变量法优化后确定为液固比:0.7/1、球料比:10/1、球磨转速:300r/min、球磨时间:12h;在充分考虑粉末特性的基础上,确定改进了的粘结剂配方为70%PW、21%EVA、4%HDPE、5%SA;采用转矩法选定喂料粉末装载量为55%。(2)注射成形工艺的优化采用正交试验,对试验结果运用方差分析法得出优化的工艺为:注射温度160℃、注射压力110MPa、注射速度60%、保压压力90MPa。(3)脱脂采用溶剂-热脱脂法,溶剂脱脂参数与热脱脂升温速率是通过分析脱脂试样外观有无缺陷来确定,热脱脂的分解温度则通过喂料的热重分析确定。选定溶剂脱脂温度为30℃,脱脂时间2h。(4)烧结工艺采用真空烧结,分析真空烧结试样的力学性能与显微组织,选定真空烧结的温度为1440℃,保温时间为60min。齿轮与刀片试制的研究包括了模具设计、样品尺寸收缩的测量、摩擦性能检测等内容。运用Pro/E5.0设计了齿轮与刀片的注射成形模具,使用设计的模具与优化的工艺成形出直齿圆柱齿轮与铣削刀片。齿轮与刀片尺寸收缩的测量确定了喂料的收缩率约为21.47%。摩擦性能的检测表明随着试验载荷的增加,摩擦系数呈现下降的趋势,且随着载荷的增加,摩擦系数的波动先减小后增大,在50N时达到最小;随着试验运行转速的增加,摩擦系数先减小后增大,在600r/min时达到最小,且随着转速的增加,摩擦系数的波动减小。