【摘 要】
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钛具有比强度高、耐蚀性好和生物相容性好等优点,在航天航空、军事工业、医疗器械和3C产品等领域有广阔的应用前景。但是钛及钛合金的推广应用面临两大难题:（1）钛产品加工困难;（2）钛的成本高。金属注射成形具有材料利用率高、设计自由度大、尺寸精度高等特点,可以有效解决钛的加工难题。采用廉价的TiH2粉末部分替代球形钛粉可以降低成本。本文制备了一种高效的聚甲醛基钛喂料,应用于钛粉末注射成形,并对注射成形各
【基金项目】
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广东省科技项目（项目编号:2014B010129003）
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钛具有比强度高、耐蚀性好和生物相容性好等优点,在航天航空、军事工业、医疗器械和3C产品等领域有广阔的应用前景。但是钛及钛合金的推广应用面临两大难题:（1）钛产品加工困难;（2）钛的成本高。金属注射成形具有材料利用率高、设计自由度大、尺寸精度高等特点,可以有效解决钛的加工难题。采用廉价的TiH2粉末部分替代球形钛粉可以降低成本。本文制备了一种高效的聚甲醛基钛喂料,应用于钛粉末注射成形,并对注射成形各阶段的工艺进行研究;同时,采用不同比例的Ti/TiH2粉末进行金属注射成形,得出最佳的粉末比例。以球形钛粉和聚甲醛基粘结剂为原料,探究纯钛粉末注射成形中密炼、注射成形、脱脂和烧结的最佳工艺。得出以下结论:（1）纯钛喂料在熔融状态属于假塑性流体。（2）注射成形工艺中,随着注射温度、注射压力、注射速度的提高,注射生坯的抗弯强度先上升后下降。（3）催化脱脂工艺中,最佳的脱脂时间为5 h、温度为120℃、催化介质为硝酸。（4）烧结工艺中,随着烧结温度的升高,烧结样品的体积收缩率、致密度提高;综合力学性能先上升后有少许下降,1250℃时性能最佳。随着保温时间的延长,烧结样品的体积收缩率、致密度提高;力学性能先上升后下降,2 h时性能最佳。（5）对1250℃、2 h下烧结的样品进行1000℃的热等静压处理,综合力学性能得到提高。以Ti/TiH2粉末和聚甲醛基粘结剂为原料,研究不同比例的Ti/TiH2对注射成形喂料、注射生坯性能、催化脱脂性能和烧结样品性能的影响。得出以下结论:（1）随着TiH2比例的提高,喂料粘度越大、MFI指数越小、非牛顿指数n越小、粘流活化能E越小。（2）随着TiH2比例的提高,注射生坯的抗弯强度逐渐提高。（3）随着TiH2比例的提高,催化脱脂速率降低,达到预期脱脂目标。（4）随着TiH2比例的提高,烧结样品体积收缩率和致密度增加,综合力学性能下降。添加20%TiH2的烧结样品在降低成本的同时保持较好的综合力学性能,对钛和钛合金的广泛应用有重大意义。
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