水雾化不锈钢粉末注射成形坯的溶剂脱脂技术.pdf

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第16卷第1期
粉末治金材料科学与工程
2011年2月
Vol16 No. 1
Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy
Feb.2011
水雾化不锈钢粉未注射成形坯的溶剂脱脂技术
李美玲,李益民,何浩,李流军
(中南大学粉末治金国家重点实验室,长沙410083)
摘要:采用多组元聚合物蜡基粘结剂体系,进行水雾化316L不锈钢粉注射成形,研究溶剂脱脂温度、粉木装
载量、试样厚度、粉末粒度等工艺参数对溶剂脱脂率的影响。结果表明,脱脂温度越高、粉末装载量越低、试样
厚度越海、粉末粒度越小,则粘结剂脱除率越大。文中首先分析讨论了脱脂可能的速率控制步骤,再通过实验结
果对速率控制步骤进行判定,认为脱脂由扩散控制:并在扩散控制模型的基础上分析这些工.艺参数对脱脂率的影
响规律。
关键词:金属注射成形;溶剂脱脂;控制步骤;动力学
中图分类号:TF124.,39
文献标识码:A
文章编号:1673-0224(2011)1-61-06
Technique of solvent debinding for water atomized stainless steel
powder injection molding compacts
LI Mei-ling, LI Yi-min, HE Hao, LI Liu-jun
State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha 410083, China)
Abstract: Effects of solvent debinding parameters, including temperature, powder loading, sample thickness and particle
size on the binder removal rate in solvent debinding of water atomized stainless steel powder iniection molded compact
(PIMC) were investigated. The results show that the debinding ratio increases with the increasing of temperature and
decreasing of powder loading, samples thickness and particle size. The possible debinding rate controlling steps were
analyzed and then determined through the experiments. It is demonstrated that the debinding rate controlling step is
Key words: metal injection molding (MIM) solvent debinding; controlling step; kineti an ioy rate were analyzed
diffusion. Based on the mold of diffusion controlling, the effects rule of parameters on debi
金属注射成形( Metal Injection Molding,简称力学间题。通过对溶剂脱脂过程及其动力学的研究
MM)能以低成本大批量生产复杂形状、髙精度和高性可以预测脱脂时间,优化过程参数,避兔缺陷的产生,
能的零部件り。脱脂是金属注射成形工艺中最重要也这对于产品开发和实际工业生产都具有十分重要的意
是困难的步骤之一,因此脱脂工艺对于保证产品质量义。国内外不少学者已对溶剂脱脂动力学进行了研究,
极为重要,它已成为限制粉末注射成形エ业发展的首并建立了一些数学模型,但溶剂脱脂是1个由许多物
要问题,也是未来MIM技术研究与开发应优先解决理化学步骤组成的复杂的过程。研究者通常假设其中
的问题?。到目前为止,金属注射成形的脱脂方法主的某个步骤为动力学控制步骤,认为该步骤决定整个
要有热脱脂、溶剂脱脂、虹吸脱脂和催化脱脂。其中脱脂行为,通过研究该步骤来研究脱脂动力学,建立
溶剂脱脂因能大幅度缩短脱脂时间、提高生产效率
脱脂速率和工艺参数如时间、温度、溶剂种及数量、
且制品在脱脂过程中变形小,不会引起有害波动而在试样形状及厚度、装载量等的关系,以指导生产实践。
金属注射成形工业中广泛应用
目前建立的脱脂模型大致分为2类:一是以LIN与
如何在不出现缺陥的情况下以尽可能快的速率脱 GERMAN为首提出的基于Fick定律的数学模型,
除粘结剂是日前溶剂脱脂硏究的主要问题,即脱脂动该模型认为溶剂与粘结剂的互扩散是溶剂脱脂的速率
基金项目:国家高科技项目发展计划(863计划)资助项日(2007AA03Z14):国家自然科学基金创新研究群体基金资助项H(50721003)
收稿日期:2010-01-27:修订日期:2010-05-04
通讯作者:李益民,教授,博士。电话:0731-88830693;E-mail:levitin33yahoo.com.cr