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粉末注射成形钛合金的脱脂和烧结性能

粉末冶金技术 2021年第5期39卷 410-416页

作者：高春萍罗铁钢刘胜林郑雪萍李志符乃科长安大学材料科学与工程学院西安710061 广东省科学院材料与加工研究所广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650

应用粉末注射成形技术制备出高精度、高性能的异形钛合金零器件。通过多粒度粉末搭配,采用聚甲醛为主组元的多组元粘结剂,制备出高装载量催化脱脂型钛合金喂料,再经真空烧结获得制品。研究了催化脱脂工艺的影响因素以及喂料配比对烧结... 详细信息

应用粉末注射成形技术制备出高精度、高性能的异形钛合金零器件。通过多粒度粉末搭配,采用聚甲醛为主组元的多组元粘结剂,制备出高装载量催化脱脂型钛合金喂料,再经真空烧结获得制品。研究了催化脱脂工艺的影响因素以及喂料配比对烧结性能的影响。结果表明:当大(D_(50)=25.28μm)、中(D_(50)=16.75μm)、小(D_(50)=12.66μm)颗粒按质量比17:6:2搭配时,钛合金混合粉末相对振实密度较大,为55%。喂料较佳的催化脱脂工艺为:脱脂温度120℃,N_(2)通入速率120 cm^(3)·min^(−1),HNO_(3)气体通入速率1.5 cm^(3)·min^(−1),脱脂时间6 h,粘结剂脱除率85%。采用全流程控制杂质含量技术,粉末注射成形钛合金制品的烧结性能可以达到相对密度95.9%,拉伸强度933 MPa,抗弯强度1282 MPa,延伸率7.5%,其中C质量分数为0.10%,O质量分数为0.21%。

关键词：粉末注射成形钛合金催化脱脂粉末装载量相对密度力学性能

粉末注射成形法制备ZrVMnCe-Zr吸气剂性能研究

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稀有金属 2018年第7期42卷 730-734页

作者：徐大磊崔建东徐瑶华崔航杨志民北京有色金属研究总院先进电子材料研究所

采用粉末注射成形工艺制备ZrVMnCe-Zr吸气剂，研究了不同的ZrVMnCe粉体粒度以及烧结保温时间对ZrVMnCe-Zr吸气材料微观形貌和吸气性能的影响，测试分析了材料的表面形貌、孔隙率、比表面积和吸气性能等特性。研究结果表明，ZrVMnCe的粉... 详细信息

采用粉末注射成形工艺制备ZrVMnCe-Zr吸气剂，研究了不同的ZrVMnCe粉体粒度以及烧结保温时间对ZrVMnCe-Zr吸气材料微观形貌和吸气性能的影响，测试分析了材料的表面形貌、孔隙率、比表面积和吸气性能等特性。研究结果表明，ZrVMnCe的粉体粒度对所制备的ZrVMnCe-Zr烧结材料的孔隙度和比表面积有重要影响，进而影响吸气剂最终的吸气性能。在同等烧结条件下，采用粉体粒度为75～150μm的ZrVMnCe粉体制备的ZrVMnCe-Zr吸气剂的孔隙率和比表面积相对最高，材料的吸气性能也相对最佳。同时，采用粉末注射成形工艺制备的ZrVMnCe-Zr吸气剂在1020℃下烧结时，烧结保温时问是影响材料烧结致密化程度的重要工艺条件。烧结保温时间为20min时，可以获得兼具较高吸气性能和机械强度的ZrVMnCe-Zr吸气剂材料。所制备的ZrVMnCe-Zr吸气剂在500激活10min后可获得比较理想的吸氢性能。

关键词：粉体粒度吸气性能吸气剂粉末注射成形

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粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究进展

粉末冶金技术 2021年第6期39卷 563-572页

作者：尤力刘艳军潘宇孙健卓惠泰龙杨宇承于爱华刘博文李维斌路新北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

钛及钛合金具有低比重、高比强度、优异的生物相容性以及良好的耐腐蚀性等特点,在航空航天、生物医疗、化工、船舶、汽车等领域极具应用潜力。钛合金粉末注射成形技术(powder injection molding,PIM)提高了材料的利用率,实现了中小型复... 详细信息

钛及钛合金具有低比重、高比强度、优异的生物相容性以及良好的耐腐蚀性等特点,在航空航天、生物医疗、化工、船舶、汽车等领域极具应用潜力。钛合金粉末注射成形技术(powder injection molding,PIM)提高了材料的利用率,实现了中小型复杂形状钛产品的大批量、低成本制备,显著地推动了钛及钛合金产品的生产及应用。目前关于粉末注射成形钛合金粘结剂体系的相关文献报道十分有限,新型粉末注射成形钛合金粘结剂体系的开发处于停滞不前的状态。本文分析总结了不同粉末注射成形钛合金粘结剂体系的研究现状,并针对目前存在的问题提出改进措施。

关键词：钛合金粉末注射成形粘结剂脱脂

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粉末注射成形技术在烧结永磁铁氧体中的应用

磁性材料及器件 2022年第5期53卷 115-119页

作者：李青华王继全孙威赵欣贾立颖李志宏王倩刘荣明李炳山矿冶科技集团有限公司北京100160 北矿磁材(阜阳)有限公司安徽阜阳236000 国家磁性材料工程技术研究中心北京102600

综述了粉末注射成形技术PIM(Powder Injection Molding)在永磁铁氧体领域的应用状况和研究进展,详细介绍了注射成形烧结永磁铁氧体制备技术的工艺特点,总结了黏合剂体系及其脱脂技术的研究成果,最后对该技术领域目前存在的问题和发展方... 详细信息

综述了粉末注射成形技术PIM(Powder Injection Molding)在永磁铁氧体领域的应用状况和研究进展,详细介绍了注射成形烧结永磁铁氧体制备技术的工艺特点,总结了黏合剂体系及其脱脂技术的研究成果,最后对该技术领域目前存在的问题和发展方向进行了探讨和展望。

关键词：粉末注射成形永磁铁氧体烧结磁体黏合剂脱脂

粉末注射成形两相流动三维数值模拟及粉末与粘结剂的分离

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中国有色金属学报 2014年第1期24卷 122-129页

作者：郑洲顺曲选辉徐勤武李俏杰刘建康中南大学数学与统计学院长沙410083 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

分析齿轮零件粉末注射成形(PIM)实验成形坯密度分布以及成品容易出现飞边和塌陷的位置特点。根据粉末注射成形技术工艺过程的特点给出PIM的双流体模型及初边界条件,基于计算流体力学软件CFX对I型拉伸试样和齿轮零件的PIM两相流动过程进... 详细信息

分析齿轮零件粉末注射成形(PIM)实验成形坯密度分布以及成品容易出现飞边和塌陷的位置特点。根据粉末注射成形技术工艺过程的特点给出PIM的双流体模型及初边界条件,基于计算流体力学软件CFX对I型拉伸试样和齿轮零件的PIM两相流动过程进行三维数值模拟。根据数值模拟结果,对PIM充模流动过程中粉末和粘结剂两相速度的变化曲线进行对比分析,证实I型拉伸试样和齿轮零件的PIM充模过程中多个位置发生过不同程度的粉末与粘结剂两相分离现象。对模腔中多个不同结点处发生粉末与粘结剂两项分离的现象进行分析比较。结果表明:PIM充模过程中位于远离浇口狭窄模腔内的点容易产生两相分离现象,粉末与粘结剂两相分离现象只发生在相应位置被充填初期的一段时间内,且不同位置发生的两相分离持续时间也不同。

关键词：粉末注射成形两相流数值模拟速度分布

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粉末注射成形的离散元模拟实验研究

材料工程 2014年第4期42卷 85-88,94页

作者：刘煜李益民夏卿坤何浩胡幼华中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 长沙学院机电工程系长沙410022

建立了粉末注射成形离散元颗粒模型,将粉末离散相不再简化为连续相,而是处理为符合牛顿定律、具有相互作用的颗粒模型,用平行黏结模型近似模拟黏性液桥。将蜡基黏结剂与17-4ph不锈钢粉末经过混料和注射成型得到标准拉伸样和弯曲样注射坯... 详细信息

建立了粉末注射成形离散元颗粒模型,将粉末离散相不再简化为连续相,而是处理为符合牛顿定律、具有相互作用的颗粒模型,用平行黏结模型近似模拟黏性液桥。将蜡基黏结剂与17-4ph不锈钢粉末经过混料和注射成型得到标准拉伸样和弯曲样注射坯,并进行了单轴拉伸和三点弯曲实验。将实验结果与离散元模拟结果对比分析,发现裂纹形态、位置和力-位移曲线具有一致性,验证了离散元颗粒模型的可靠性,校核了离散元颗粒模型的微观参数。

关键词：粉末注射成形离散元颗粒模型

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粉末注射成形充模过程中粉体分布的数值模拟

粉末冶金材料科学与工程 2013年第2期18卷 149-154页

作者：方伟何新波张瑞杰章书周曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083

以316L不锈钢为喂料的注射过程为研究对象,使用双流体模型模拟注射过程中坯体内粉末体积分数的分布,得到出现严重两相分离区域的直观三维分布图,并应用工业CT(industrial computed tomography)对模拟结果进行验证。结果表明:该方法可以... 详细信息

以316L不锈钢为喂料的注射过程为研究对象,使用双流体模型模拟注射过程中坯体内粉末体积分数的分布,得到出现严重两相分离区域的直观三维分布图,并应用工业CT(industrial computed tomography)对模拟结果进行验证。结果表明:该方法可以得到注射成形零件中任意区域粉体的分布;注射试样在浇口的下方区域,以及模壁、顶点区域,易出现较严重的两相分离,导致后续的烧结过程中出现收缩不均匀,是应该重点关注的区域;随注射速率从30 cm3/s提高到90 cm3/s,两相分布合理区域的体积呈先增大后减小的趋势,在70 cm3/s时达到最大;模拟结果中粉末体积分数分布曲线的变化趋势和变化幅度都与CT检测结果相符,实验验证了模拟结果的可靠性。

关键词：粉末注射成形数值模拟双流体模型粉体分布工业CT

粉末粒形对钨粉末注射成形喂料流变性能的影响

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稀有金属材料与工程 2020年第10期49卷 3472-3478页

作者：胡可杨世松邹黎明韩胜利崔利群刘辛广东省科学院广东省材料与加工研究所广东广州510650 国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心广东广州510650 南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌330063

采用图像法定量表征了钨粉的粒形与粒度,研究了粉末粒形对钨粉末注射成形喂料流变性能的影响。结果表明:窄粒径钨粉(NPW)与球形钨粉(SW)粒度基本一致;SW比NPW具有更好的球形度、表面光滑度以及分散度。采用相同的有机粘结剂,SW的粉末装... 详细信息

采用图像法定量表征了钨粉的粒形与粒度,研究了粉末粒形对钨粉末注射成形喂料流变性能的影响。结果表明:窄粒径钨粉(NPW)与球形钨粉(SW)粒度基本一致;SW比NPW具有更好的球形度、表面光滑度以及分散度。采用相同的有机粘结剂,SW的粉末装载量为64%,高于NPW的59%。与NPW相比,SW喂料表现出更优异的流动性能,具有更低的流动行为指数和粘流激活能,更适合注射成形。粉末粒形影响钨粉MIM喂料的流变性能主要源于粘结剂与粉末颗粒以及颗粒与颗粒之间的相互作用特性。

关键词：图像分析技术粉末注射成形钨粉末粒形流变性能

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粉末注射成形无镍高氮不锈钢工艺

材料热处理学报 2010年第7期31卷 55-58页

作者：崔大伟曲选辉潍坊学院机电系山东潍坊261061 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

采用粉末注射成形工艺制备了无镍高氮奥氏体不锈钢(0Cr17Mn11Mo3N),研究了喂料的流变行为,注射工艺及烧结工艺。结果表明:64 vol%气雾化0Cr17Mn11Mo3粉末与适量的粘结剂(65 wt%石蜡+30 wt%高密度聚乙烯+5 wt%硬脂酸)混合后的喂料具有较... 详细信息

采用粉末注射成形工艺制备了无镍高氮奥氏体不锈钢(0Cr17Mn11Mo3N),研究了喂料的流变行为,注射工艺及烧结工艺。结果表明:64 vol%气雾化0Cr17Mn11Mo3粉末与适量的粘结剂(65 wt%石蜡+30 wt%高密度聚乙烯+5 wt%硬脂酸)混合后的喂料具有较好的流变性能;最佳注射工艺参数为注射压力75～95 MPa,相应的注射温度为160～170℃;提高烧结温度有利于提高烧结体的密度,但是对提高氮含量不利,而增加烧结氮气氛压力可以获得较高的氮含量,但是不利于提高烧结体密度,最佳的烧结工艺为0.1 MPa氮气压力下1300℃烧结2 h,此时烧结体相对密度可以达到99%,氮含量可达到0.78%。

关键词：高氮无镍粉末注射成形奥氏体不锈钢