金屬注射成型（MIM）是一種快速制造復(fù)雜形狀零件的凈成型工藝。粘結(jié)劑對粉末的相容性直接影響到喂料特性。一般來說,良好的相容性意味著具有良好潤濕性或較強界面結(jié)合力。本文將改性粉末與以官能化共聚物為主成分的粘結(jié)劑混煉成喂料,使粉末與粘結(jié)劑之間以氫鍵或化學(xué)鍵相連接,增大相互作用力,制備出高密度、高力學(xué)強度以及脫脂保型性好的生坯,具體內(nèi)容如下:采用KH550偶聯(lián)劑對17-4PH不銹鋼粉末進行表面處理,在粉末表面接枝上氨基,對表面改性前后的粉末進行沉降體積、表面元素及粒徑分布等測試。粘結(jié)劑組分中的官能化聚合物是以甲基丙烯酸甲酯（MMA）分別與甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）進行共聚合反應(yīng),制備出側(cè)鏈帶有羥基的P（MMA-co-HEMA）共聚物（命名為PMH）和帶有環(huán)氧基的P（MMA-co-GMA）共聚物（命名為PMG）。粘結(jié)劑由70 vol.%官能化聚合物和30 vol.%聚乙二醇（PEG1500）組成。將不銹鋼粉末與粘結(jié)劑混煉成喂料,考察了兩者相互作用力的強弱對喂料流動性、生坯密度、強度及脫脂過程的影響。研究表明:隨著粉末與粘結(jié)劑相互作用力的增強,生坯密度及強度有較... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

金屬注射成型工藝流程圖[4]

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.1金屬注射成型工藝流程圖[4]Fig1.1ProcessflowchartformetalinjectionmouldingMIM技術(shù)的生坯成型步驟與塑料注射加工基本相同，具體的工藝流程見圖1.1。它包括以下幾個步驟：混煉喂料、注射成型、生坯脫脂、燒結(jié)和后處理[5]。第一步，將所用粉末和粘結(jié)劑加入到密煉機，制備出體系均勻的喂料。其次，通過脫脂將并不需要的粘結(jié)劑從試樣中脫除。最后，將脫脂的試樣在高溫下燒結(jié)，并對產(chǎn)品進行后處理以獲得最終制品。如果其中一個步驟操作控制不當(dāng)，則會造成制品缺陷，嚴重的可能導(dǎo)致整批產(chǎn)品的報廢。1.1.2金屬注射成型的應(yīng)用領(lǐng)域粉末注射成型技術(shù)(PIM)集粉末冶金和注塑成型的工藝特點于一體，該技術(shù)最早起源于1938年，生產(chǎn)者通過粉末注射成型制造出陶瓷火花塞。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，粉末注射成型的研究及應(yīng)用主要集中于陶瓷注射成型(CIM)領(lǐng)域。據(jù)文獻報道[6-7]，20世紀80年代初由Wiech博士創(chuàng)立的Parmatech公司制造的MIM產(chǎn)品在國際粉末冶金會議的產(chǎn)品設(shè)計大賽中榮獲了兩項大獎，以及Rivers在當(dāng)時申請了第一項粉末注射成型專利，這引起了國內(nèi)外材料研究者的極大注視，遂開始專注于MIM技術(shù)的研究。圖1.2金屬注射成型制造的零件Fig1.2Partsmanufacturedbymetalinjectionmoulding

О?彩搶?帽礱婊钚約了??從π曰?諾奈?交蛘呋?Ы岷俠蔥奘畏?末粒子的表面，常見的有各類偶聯(lián)劑、高級脂肪酸及有機銨鹽等；高能改性是利用激光、電子或離子等高能束定向作用在粉末表面的改性途徑。MIM技術(shù)應(yīng)用中，處理粉末的常規(guī)方法是通過物理球磨以及加入少量表面活性劑。表面活性劑的作用原理是通過與粉末表面帶有的水合極性基團相結(jié)合[16]，在粉體表面形成界面層，從而阻礙了顆粒的團聚或接觸，粉末可以均勻地分散在熔融的粘結(jié)劑中，可改善粉體的分散性、穩(wěn)定性和相容性，并降低體系粘度。其改性粉末的示意圖，如圖1.3所示。圖1.3表面活性劑改性粉末示意圖Fig1.3Schematicofsurfactantmodifiedpowder使用表面活性劑改性粉末一般采用兩種工藝：(1)干法改性：粉末在無水干燥狀態(tài)下進行改性，各種有機表面活性劑均能適用，特別是非水溶性表面活性劑；(2)濕法改性：將粉末填料與表面活性劑水溶液混合成漿料，表面活性劑能均勻涂覆粉體表面，適用于可水溶或水解的表面活性劑。在改性粉末時，表面活性劑大多采用脂肪酸化合物，如硬脂酸(SA)或油酸(OA)，而使用偶聯(lián)劑（如硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑等）對粉末改性的文獻報道相對少見。硬脂酸或油酸是通過Lewis酸堿反應(yīng)形成氫鍵吸附在粉體表面，而偶聯(lián)劑是以共價鍵與粉末顆粒表面的氧結(jié)合，共價鍵比氫鍵更牢固，不易受到酸堿相互作用的影響，對溫度的敏感性更低[17]。硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)式是R1SiY3，其中R1表示氨基、環(huán)氧基等官能團，這些官能團和粘結(jié)劑具有較強的反應(yīng)能力；Y表示烷氧基（如-OCH3基、-OCH2CH3基），可以水解產(chǎn)生硅醇基(Si-OH)，并能和金屬或陶瓷粉末表面的-OH化學(xué)縮合生成硅醚鍵（R1-SiO-M，

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]硬質(zhì)合金注射成形工藝研究[D]. 祝寶軍.中南大學(xué) 2002

碩士論文
[1]17-4PH不銹鋼粉末表面改性及注射成型喂料[D]. 金哲生.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
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本文編號：3320336