论文部分内容阅读
流动温压成形工艺是结合温压和金属注射成形技术的优点而发展起来的一项粉末冶金新技术。本文以316L不锈钢粉末为原料粉末,优选出两种粘结剂配方,采用流动温压工艺成形无螺纹及带轴向和横向螺纹的十字型零件。研究了粘结剂的流变行为,确定了316L不锈钢粉末流动温压成形十字型零件的压制及烧结工艺准则。
根据实验优选出石蜡基粘结剂作为316L不锈钢粉末流动温压成形用粘结剂,基于温度、剪切速率两工艺参数,来考察石蜡基粘结剂的流变特性。研究表明:石蜡基粘结剂在65℃时剪切稀化指数最小,为0.16;剪切速率为1000 s-1时该粘结剂粘流活化能最小,为23.81 kJ·mol-1。应用该粘结剂流动温压成形316L不锈钢粉末的最佳压制工艺为:压制温度60℃,压制速度240 mm/min,压制压力400 MPa。
分析了不同粘结剂含量和补偿压制对成形零件生坯密度的影响。研究发现,粘结剂含量上升,生坯密度增加。不同粘结剂含量如4%、5%和6%成形时的生坯密度分别为5.31 g/cm3、5.39g/cm3和5.43g/cm3。粘结剂含量为6%的316L不锈钢粉末采取补偿压制后密度提高到5.51g/cm3。生坯在分解氨气氛下于1120℃烧结,十字型零件的烧结密度随粘结剂含量的上升而增加。粘结剂含量为4%、5%和6%其烧结密度依次为5.59g/cm3、5.64g/cm3和5.70g/cm3。粘结剂含量为6%的316L不锈钢粉末采取补偿压制后烧结密度提高到5.82g/cm3。
开展了粘结剂配方(如79%聚甲基丙烯酸甲酯、20%硬脂酸锌、1%硬脂酸)流动温压成形带轴向和横向内螺纹的复杂十字型零件的工艺研究,应用该粘结剂流动温压成形316L不锈钢粉末的最佳压制工艺为:浆料填充,压制温度125℃,压制速度60mm/min,压制压力400 MPa。
分析了细粉的加入对成形带螺纹十字型零件生坯密度的影响和压制过程中零件横向部分的致密化过程。实验表明,与原始316L不锈钢粉末相比,加入15%的500目近球形细粉后粘结剂含量为3%和4%的生坯密度分别上升0.14g/cm3和0.07g/cm3,其烧结密度也相应达到了6.04g/cm3和6.26g/cm3。生坯各区域(111)面衍射峰半高宽反映了其塑性变形程度,压力不大于300 MPa时横向部分的致密化已基本完成,压力继续升高对横向的致密化贡献不大。
本文还对流动温压用水凝胶粘结剂进行了初探。研究发现,压制时粘结剂与粉末严重分离,初步证明琼脂水凝胶粘结剂不大适合流动温压技术。