水溶性MIM粘结剂的研制与工艺研究

论文摘要

金属粉末注射成形（MIM）是从塑料注射成形工艺发展过来的,是粉末冶金技术和塑料注射成形技术相结合而产生的一种新的近净成形技术,它包括混料、注射成形、脱脂、烧结等四道工艺步骤。利用MIM技术制造尺寸小且形状复杂的零件,较其它传统的成形方法相比,具有技术上和成本上的优势。MIM技术的核心是大量粘结剂的加入,本文对MIM粘结剂的现状和发展进行了研究,发现水溶性MIM粘结剂是一种绿色环保的MIM粘结剂,具有很大的发展前景。本文对水溶性粘结剂的组分进行了设计。根据溶度参数的计算结果,确定聚乙二醇（PEG）为水溶性粘结剂的润滑剂。根据高分子组元和PEG混合的实验结果,确定了聚甲醛（POM）为水溶性粘结剂的结合剂。根据PEG600-PEG1000-POM三元系混合实验的结果,确定了最终的新型水溶性MIM粘结剂的配方为POM 28%,PEG600 50%,PEG1000 20%, SA 2%。然后对新型水溶性MIM粘结剂的应用进行了研究。结果表明：这种粘结剂和CuW粉末的润湿性好,混合后可以得到均匀稳定的MIM喂料。对喂料进行流变学分析,得出该喂料是一种非牛顿流体,符合MIM工艺的要求。该喂料注射后可得到完整无缺陷的喂料。注射后坯料的水溶脱脂效果很好,在80℃的水中,5个小时可脱除90%以上的PEG而不发生变形等缺陷。而且POM的热解性质非常好,经过热脱脂可以完全脱除。经过烧结后可以得到均匀的样品,达到理论密度的94.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 金属粉末注射成形（MIM）概况
• 1.2.1 金属粉末注射成形技术基本特征
• 1.2.2 MIM工艺局限
• 1.2.3 MIM的发展及应用
• 1.3 MIM工艺研究
• 1.3.1 混料
• 1.3.2 制粒
• 1.3.3 注射成形
• 1.3.4 脱脂
• 1.3.5 烧结
• 1.4 MIM粘结剂的研究
• 1.4.1 MIM粘结剂的特点
• 1.4.2 粘结剂的选择
• 1.4.3 MIM粘结剂体系
• 1.4.4 脱脂方法
• 1.5 论文的选题依据及研究意义、内容
• 第二章 实验原料、仪器和分析方法
• 2.1 主要实验原料
• 2.2 主要实验用设备
• 2.2.1 球磨设备
• 2.2.2 混料设备
• 2.2.3 注射成型设备
• 2.3 分析测试的方法及主要设备
• 2.3.1 热重分析
• 2.3.2 粒度分析设备
• 2.3.3 X-射线衍射分析设备
• 2.3.4 扫描电镜设备
• 2.3.5 喂料流变学分析设备
• 第三章 水溶性MIM粘结剂配方的研制
• 3.1 概述
• 3.2 润滑剂的选择
• 3.2.1 润滑剂组元的作用
• 3.2.2 相容性分析
• 3.3 结合剂的选择
• 3.3.1 结合剂应具有的性质
• 3.3.2 结合剂和聚乙二醇的混合实验
• 3.4 聚乙二醇（PEG）和聚甲醛树脂（POM）性质研究
• 3.4.1 聚乙二醇的性质研究
• 3.4.2 POM性质研究
• 3.4.3 PEG600-PEG1000-POM三元系混合实验
• 3.4.4 添加剂的选择
• 第四章 POM-PEG粘结剂的性质及其工艺研究
• 4.1 POM-PEG粘结剂的性质
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 POM-PEG粘结剂的性状
• 4.1.3 POM-PEG粘结剂的热解性质
• 4.2 POM-PEG粘结剂喂料的流变学特性
• 4.2.1 流变学理论基础
• 4.2.2 粘度的测量
• 4.2.3 实验及结果分析
• 4.3 Cu-W粉末注射实验研究
• 4.3.1 Cu-W粉末的制备
• 4.3.2 混料
• 4.3.3 注射
• 4.3.4 脱脂工艺及机理研究
• 4.3.5 烧结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间发表论文