钨合金注射成形技术发展存在的问题

钨合金注射成形技术发展存在的问题

但是,由于PM中采用了大量的有机黏结剂,有机黏结剂的体积百分比含量在40%~60%。在烧结前这些有机黏结剂必须被脱除干净。否则会产生许多缺陷,对烧结产品的性能有很大的影响。尤其是对于注射成形工艺情况更是如此,这主要是因为:

一,由于粉末粒度细、形状不规则,呈团聚状,粉末比表面大,所需润湿粉末的黏结剂含量更多,粉末体积含量(即粉末装载量)更低,只有45%~55%左右。黏结剂在粉末表面和粉末内孔中形成很厚的吸附层,黏结剂的脱除更为复杂和困难。不正确的脱脂导致的开裂难以通过其后的烧结致密化弥补,这对于性能对孔隙与裂纹非常敏感的高密度合金非常不利;粉末装载量低,脱脂过程中易于产生翘曲,易于产生变形;在液相烧结时收缩过大,变形更为严重,使得尺寸精度控制和物理力学性能的稳定十分困难。

第二,高密度合金的性能对杂质和显微组织非常敏感,孔隙和孔隙度很重要0。一方面脱除过程中产生的大孔隙等缺陷难以通过烧结弥补,大的孔隙和高的残余孔隙度(孔隙度>1.0%)对性能非常有害。另一方面,高密度合金对于碳元素非常敏感。脱脂过程中黏结剂的脱除不完全,即使只剩下少量残留的碳元素也会导致C与W、Ni、Fe反应,形成脆性金属间化合物,从而降低合金的强度、延性和冲击韧性这几个方面的因素严重地制约着PM技术在高密度合金中的应用与发展。目前国内外采用粉末注射成形技术只能制备形状相对较复杂、厚度(或直径)较小的(10mm)的零部件。对于截面变化大、直径很大、环厚度和宽度都很小的大尺寸变化的大钨环散弹和直径较大的钨合金穿甲弹弹芯(大于20mm),采用目前的粉末注射成形技术制备非常困难,国内外均未见zhuanli和文献资料报道。

在PIM工艺中,制约着零部件向大厚度件或其他形状更复杂的大尺寸、截面变化难,国的零部件发展的主要因素是黏结剂及脱脂。黏结剂的类型、黏结剂的组成直接影响到黏结剂的流变性,模腔充填性,粉末装载量的高低,注射坯的强度,注射坯的质量,黏结剂的脱除效率和黏结剂的脱除是否完全。常用的石蜡基黏结剂6和油基塑料体系的黏结剂1在许多缺陷,如采用石蜡基黏结剂所制备的注射坯强度低、脱脂速度慢、脱脂效率低,脱脂时易于产生起泡、开裂、坍塌变形,只适合于小件的生产。采用油基塑料体系黏结剂,喂料黏度高,粉末装载量低,流动性差,注射温度高,注射工艺不稳定,而且黏结剂中由于含有大量的高分子聚合物,黏结剂很难脱除完全,易于产生残碳。

高质量的注射坯是获得具有高的尺寸精度和高性能的零部件的一个很关键的因素。注射工艺不稳定、注射坯内产生的缺陷严重影响尺寸精度的控制和性能。而注射工艺的稳定性直接取决于黏结剂,因而在研究开发高密度合金的近净成形技术中,黏结剂、注射、脱脂是几个重要的研究方面。