金刚石纤维的粉末注射成形仿真及实验研究

作     者：张荣辉 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓朝晖

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：金刚石纤维 MPI软件 粉末注射成形 工艺参数 仿真模拟 

摘      要：制造业是国民经济的支柱产业,刀具是制造业发展的基础。刀具技术的创新与发展对制造业乃至整个国民经济发展都很重要。为了克服传统砂轮磨削和铣/切削加工的缺点,本项目组提出了一种新型结构的有序化超硬微刃刀具,本文采用MPI(Moldflow Plastics Insight)仿真软件来进行粉末注射成形(Powder Injection Molding, PIM)工艺参数的研究,并结合粉末注射成形实验为有序化超硬微刃刀具提供性能优良的金刚石纤维粉末注射成形坯。 介绍了金刚石喂料各种性能参数的检测方法,并根据粘度测量结果和非线性曲线拟合方法求解出喂料的Cross-WLF七参数粘度模型的参数。该模型能根据有限的测量结果而得到各种实验条件下的粘度值。然后根据测量和求解结果对MPI软件数据库进行了拓展使之适合粉末注射成形的仿真。 利用MPI软件分别对粉末注射成形的模具温度、熔体温度、注射速率、注射压力和保压压力进行了单因素仿真模拟,获知了各项工艺参数对充填率的影响情况。运用正交实验方法对注射成形进行工艺参数优化。首先采用直观分析法看出各项工艺参数对充填率的影响趋势。接着采用极差法得到各因素对充填率的影响大小排序为熔体温度、注射压力、流动速率、模具温度、保压压力。然后采用方差分析法并结合实际情况进行了最优工艺参数组合的选择。并对最优工艺参数组合进行了仿真模拟,发现确实能进行完整的充填。最后对工艺参数的几种组合进行了注射成形,结果表明当工艺参数搭配不合理时会发生“欠注或“喷射现象,只有工艺参数搭配合理时,才能注射出性能优良的坯件。