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新型水溶性MIM粘结剂的研制与性能研究

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新型水溶性MIM粘结剂的研制与性能研究

发布日期:2017-12-14 作者:天悦 点击:



 金属注射成形(MIM)是一项高效率生产小型复杂形状精密零件的先进近净成形技术,其核心是粘结剂技术。

现在MIM及MIM粘结剂的研究现状和发展趋势,认为水溶性粘结剂体系是一种环境友好的绿色MIM粘结剂,MIM不锈钢具有良好的应用前景。

MIM不锈钢

MIM它是先将所选粉末与粘结剂进行混合,然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料,而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂,再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品还可能要进行进一步致密化处理、热处理或机加工。烧结产品不仅具有与塑料注射成形法所得制品一样的复杂形状和高精度,而且具有与锻件接近的物理、化学与机械性能。MIM粘结剂及MIM技术的不断革新为注成MIM技术的发展带来契机。

 首先进行了粘结剂组分的设计及其研制。以溶度参数的计算值为理论依据,结合与高聚物的溶解试验,确定聚乙二醇(PEG)为水溶性组元。高分子组元的选择建立在聚合物与PEG的混合自由焓计算和混合试验结果的基础上。研究表明,PEG-POM为热力学相容体系,混合物流动性好但水溶性差;PEG-PMMA为工艺相容性体系,混合物水溶性好但流动性差;由此设计了PEG-POM-PMMA三元体系,使其同时具备较好的流动性和水溶性。实验采用悬浮聚合法合成了不同分子量的PMMA,考察了温度、引发剂和分子量调剂对分子量的影响,研究了PMMA分子量对粘结剂体系的影响,得到最佳分子量为98.4×10~4。 其次,对PEG-POM-PMMA粘结剂的性能和应用进行了研究。结果表明:粘结剂对不锈钢金属粉末的润湿性好,喂料相态均匀稳定。生坯水溶脱脂效果相当好,在80℃水中脱脂2.5h,可浸出75%以上的PEG而不变形。PEG、POM和PMMA的热解性质良好,在烧结温度下可彻底脱除干净。应用该粘结剂注射得到的不锈钢标准拉伸样,最终烧结样品的烧结密度和延伸率指标优越,分别达到7.92g/cm~3和68%,远远优于使用蜡基粘结剂得到的结果。

注射试验结果表明,PEG-POM-PMMA粘结剂综合性能优越,是一种具有良好应用前景的新型水溶性MIM粘结剂。MIM技术具有较大的发展潜力。

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