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粉末注射成形中偏析效应及其影响的数值模拟

应用力学学报 2008年第1期25卷 33-37页

作者：宋久鹏 Barriere Thierry 柳葆生 Gelin JeanClaude 西南交通大学成都610031 Femto-ST研究所应用力学实验室法国贝桑25000

在金属或陶瓷粉末注射成形中,由于粉末与粘结剂的密度差异,二者在高速充模的过程中会产生局部比例变化,即偏析现象。针对偏析现象,采用两相流注射模型,将注射喂料视为由粉末相和粘结剂相组成的混合流体,预测注射成形坯件中粉末相和粘结... 详细信息

在金属或陶瓷粉末注射成形中,由于粉末与粘结剂的密度差异,二者在高速充模的过程中会产生局部比例变化,即偏析现象。针对偏析现象,采用两相流注射模型,将注射喂料视为由粉末相和粘结剂相组成的混合流体,预测注射成形坯件中粉末相和粘结剂相的分布。将结果引入到后续的烧结模拟中,宏观烧结模型采用基于热弹粘塑性的本构关系。据此模拟产品在烧结过程中发生的收缩和变形以及预测产品在烧结过程中现场强度(In-situ strength)。模拟结果说明注射坯件的非匀质性导致产品的烧结过程中产生非均匀收缩和内部应力的大幅度上升,影响产品的精度和性能。这种从注射到烧结的模拟体系可用于优化粉末注射成形工艺的喂料设计、模具设计以及注射和烧结工艺参数的选取。

关键词：粉末注射成形烧结数值模拟

粉末注射成形SiC_P/Cu复合材料的显微组织和力学性能

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热加工工艺 2012年第24期41卷 128-130页

作者：杨建明冯立超尚峰陈华淮海工学院机械工程学院江苏连云港222005

采用粉末注射成形技术制备了SiCP体积含量分别为5%、10%和15%的SiCP/Cu复合材料,对该复合材料的显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了检测,观察了拉伸断口的形貌,对拉伸断口进行了能谱分析。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布在Cu基体中;随着... 详细信息

采用粉末注射成形技术制备了SiCP体积含量分别为5%、10%和15%的SiCP/Cu复合材料,对该复合材料的显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了检测,观察了拉伸断口的形貌,对拉伸断口进行了能谱分析。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布在Cu基体中;随着SiCP含量的增加,该复合材料的硬度增大,而抗拉强度先增大后减小;该复合材料拉伸断裂的裂纹源主要为SiC颗粒附近Cu基体的开裂、SiC颗粒与Cu基体界面的脱粘两种情况;在氢气气氛条件下烧结得到的该复合材料中不含O元素。

关键词：粉末注射成形 SiCp/Cu复合材料显微组织力学性能

粉末注射成形Ti-12Mo合金的摩擦磨损性能

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稀有金属材料与工程 2017年第3期46卷 675-679页

作者：支玲玲路新孙博岩雨刘程程曲选辉北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

选择粉末注射成形制备的Ti-12Mo合金为主要研究对象,与粉末冶金冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,以及在口腔材料应用最广的铸造TC4钛合金作对照,研究分析钛及其合金的耐磨性能及磨损机理。结果表明,在相同摩擦磨损条件下,Ti-12Mo合金耐磨... 详细信息

选择粉末注射成形制备的Ti-12Mo合金为主要研究对象,与粉末冶金冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,以及在口腔材料应用最广的铸造TC4钛合金作对照,研究分析钛及其合金的耐磨性能及磨损机理。结果表明,在相同摩擦磨损条件下,Ti-12Mo合金耐磨性要优于冷压烧结制备的纯Ti和TC4合金,与铸造TC4合金相当;Ti-12Mo合金为魏氏体组织,由β相及α相组成,其显微硬度HV为3100 MPa,其摩擦系数基本保持在0.43左右,低于其他3种钛合金;Ti-12Mo合金磨损机制主要为磨粒磨损。

关键词：粉末注射成形 Ti-12Mo合金摩擦磨损性能磨损机制

固溶处理对粉末注射成形含氮双相不锈钢组织和力学性能的影响

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热加工工艺 2023年第20期52卷 152-155页

作者：乔斌王智勇尚峰贺毅强李化强江苏海洋大学机械工程学院江苏连云港222005

初始粉末为316L奥氏体不锈钢与430铁素体不锈钢的混合粉末,316L:430质量比为40:60。制备工艺采用粉末注射成形+真空回充氮气烧结渗氮工艺,研究了不同固溶处理温度对试样组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的提高,试样中的含... 详细信息

初始粉末为316L奥氏体不锈钢与430铁素体不锈钢的混合粉末,316L:430质量比为40:60。制备工艺采用粉末注射成形+真空回充氮气烧结渗氮工艺,研究了不同固溶处理温度对试样组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的提高,试样中的含氮量下降,铁素体含量逐渐增多,强度和硬度逐渐提高。当固溶温度为1320℃时,试样含氮量为0.12wt%,铁素体与奥氏体的比例为39.1:60.9,试样强度和硬度高于美国MPIF标准中的316L和430L的,抗拉强度为994 MPa,屈服强度为411 MPa,断后伸长率为8.8%,硬度为219 HV。

关键词：粉末注射成形含氮双相不锈钢固溶处理显微组织力学性能

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水溶性粘接剂氧化锆粉末注射成形喂料的研究

材料科学与工艺 2019年第6期27卷 67-74页

作者：杨苏圆吴盾刘春林曹峥成骏峰常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 常州大学怀德学院江苏靖江214500 江苏省环境友好高分子材料重点实验室(常州大学) 江苏常州213164 江苏省光伏科学与工程协同创新中心江苏常州213164

采用聚乙二醇(PEG)为水溶脱脂粘接剂,聚甲醛(POM)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为保型粘接剂,混炼制备水溶性粘接剂氧化锆粉末注射成形喂料;通过傅里叶红外光谱和旋转流变测试研究硬脂酸改性氧化锆对注射成形喂料的性能影响,并通过喂料流变行为... 详细信息

采用聚乙二醇(PEG)为水溶脱脂粘接剂,聚甲醛(POM)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为保型粘接剂,混炼制备水溶性粘接剂氧化锆粉末注射成形喂料;通过傅里叶红外光谱和旋转流变测试研究硬脂酸改性氧化锆对注射成形喂料的性能影响,并通过喂料流变行为、注射生坯脱脂率、生坯弯曲强度以及生坯脱脂前后断面形貌扫描电镜分析、烧结体的X射线衍射、硬度及密度表征,研究粘接剂组分配比和喂料粉末装载量对喂料性能的影响.结果表明:硬脂酸可以成功对氧化锆粉末进行改性,并可以明显降低注射成形喂料的黏度;当粉末装载量达到52%(体积分数),粘接剂各组分配比w(PEG)∶w(POM)∶w(PVB)=6∶2∶2时,喂料具有较好的流动性且粉末分散良好,生坯中粘接剂形成网状结构赋予生坯较高的弯曲强度,4 h后水脱脂率超过80%,水脱脂后生坯形成细小且连续脱脂通道;生坯经水脱脂、1450℃烧结2 h后,烧结体晶型主要由四方相组成,平均晶粒尺寸1μm,密度6.01 g/cm^3,平均维氏硬度达到1147 HV,与模压成型烧结氧化锆性能相当.

关键词：水溶性粘接剂氧化锆粉末注射成形粉末装载量流变行为

粉末注射成形制备SiC_P/Cu复合材料及其摩擦磨损性能研究

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热加工工艺 2012年第16期41卷 103-105页

作者：李化强乔斌杨建明陈华淮海工学院机械工程学院江苏连云港222005

采用粉末注射成形技术制备SiCP/Cu复合材料零件,研究了该复合材料的粉末注射成形工艺过程,获得了理想SiCP/Cu复合材料注射成形零件,并对该复合材料进行摩擦磨损试验。结果表明,SiCP的加入改善了材料的摩擦学性能,摩擦系数随滑动时间的... 详细信息

采用粉末注射成形技术制备SiCP/Cu复合材料零件,研究了该复合材料的粉末注射成形工艺过程,获得了理想SiCP/Cu复合材料注射成形零件,并对该复合材料进行摩擦磨损试验。结果表明,SiCP的加入改善了材料的摩擦学性能,摩擦系数随滑动时间的延长而增加得较为平缓;含10%SiCP的复合材料磨损表面的粘着和塑性变形程度轻,有一定的磨粒磨损;含15%SiCP的该复合材料磨损表面呈典型磨粒磨损;该复合材料磨损表面存在白亮色的致密机械混合层,同时磨损试验的偶件40Cr钢环表面也被犁削而形成了平行的条纹;该复合材料磨损表面含有Cu、Si、C、Fe和O元素,这增加了钢环表面转移过来的Fe元素和表面摩擦发热造成的氧化而带来的O元素。

关键词：粉末注射成形 SiCP/Cu复合材料摩擦磨损

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粉末注射成形铜的烧结工艺研究

热加工工艺 2011年第15期40卷 31-33,37页

作者：杨建明陈华李化强尚峰淮海工学院机械工程学院江苏连云港222005

采用粉末注射成形技术制备铜制件,研究粉末注射成形中烧结工艺参数对烧结效果的影响,以获得理想的注射成形工艺及烧结工艺参数。通过采用真空烧结和氢气气氛烧结、改变烧结升温速率和烧结温度,对比了烧结件的烧结质量和烧结收缩等情况... 详细信息

采用粉末注射成形技术制备铜制件,研究粉末注射成形中烧结工艺参数对烧结效果的影响,以获得理想的注射成形工艺及烧结工艺参数。通过采用真空烧结和氢气气氛烧结、改变烧结升温速率和烧结温度,对比了烧结件的烧结质量和烧结收缩等情况。结果表明,铜粉末注射成形坯的烧结必须在氢气气氛保护下进行;烧结升温速率不宜过快或过慢,本研究采用5℃/min的升温速率效果较好;烧结温度低于且接近铜的熔点温度,烧结温度高,烧结件收缩率大但致密度也大。

关键词：粉末注射成形烧结铜粉

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304L不锈钢粉末注射成形研究

粉末冶金技术 2016年第6期34卷 440-443,460页

作者：陈慧敬小龙刘兵倪海涛邓莹重庆文理学院重庆市高校微纳米材料工程与技术重点试验室重庆402160

选用组分为POM、HDPE、PP以及其他辅助添加剂的粘结剂,与304L不锈钢粉末混炼制备注射成形喂料,研究了喂料,脱脂坯,烧结产品的性能。结果表明:粘结剂成分为85POM+8HDPE+7(PP+DBP)的喂料注射成形性最好,注射坯强度较高,催化脱脂效果好,脱... 详细信息

选用组分为POM、HDPE、PP以及其他辅助添加剂的粘结剂,与304L不锈钢粉末混炼制备注射成形喂料,研究了喂料,脱脂坯,烧结产品的性能。结果表明:粘结剂成分为85POM+8HDPE+7(PP+DBP)的喂料注射成形性最好,注射坯强度较高,催化脱脂效果好,脱脂过程中无明显缺陷,脱脂后坯体保形能力好。催化脱脂坯经过负压脱脂、真空内烧和强制冷却三个阶段的烧结后,产品密度为7.841 g/cm3,致密度为98.9%,硬度190 HV,抗拉强度550 MPa。

关键词：粉末注射成形粘结剂喂料催化脱脂

粉末注射成形溶剂一热二步法脱脂过程变形的研究

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粉末冶金技术 2003年第2期21卷 76-79页

作者：李松林梁叔全李笃信李益民张传福黄伯云中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

脱脂变形是影响粉末注射成形尺寸精度的重要因素。本文选取聚乙二醇基和石蜡 -油基粘结剂 ,分别采用溶剂一热二步法脱脂。研究了溶剂溶解步骤 ,施加于试样上的力矩与变形大小的关系 ,发现当外力矩达到 10 -4N·m数量级时 ,就可产生变形 ... 详细信息

脱脂变形是影响粉末注射成形尺寸精度的重要因素。本文选取聚乙二醇基和石蜡 -油基粘结剂 ,分别采用溶剂一热二步法脱脂。研究了溶剂溶解步骤 ,施加于试样上的力矩与变形大小的关系 ,发现当外力矩达到 10 -4N·m数量级时 ,就可产生变形 ;对后续热脱脂步骤的研究表明 :热脂脱在 10 0～ 16 0℃间开始产生变形 ,随温度升高和施加力矩的增大 ,脱脂变形趋势增加。

关键词：粉末注射成形溶剂脱脂变形尺寸控制粘结剂