热塑性树脂是MIM注射成形中使用最普及的粘结剂,成形的条件离不开粘结剂,所以就以热塑性粘结剂的成形过程为例讲解MIM注射成形的成形工艺。最简单的成形过程:将粉末冶金MIM注射成形的粉末加热到到熔化的温度,然后加压使流动的材料进入模腔当中,在模腔内冷却成形的过程。取出就是粉末冶金产品的毛坯了。通常MIM注射成品制作出来的毛坯并没有空隙和其他方面的缺陷,粉末均匀分布在其中。注意的是,混合的粉末要确保黏度低,方便流入模腔当中去,同时在制作粉末冶金M毛坯件时,成品降低,成形时间最短等要求。
在MIM注射成形过程当中,温度和压力是在变化的。通常是先把料喂好在成形机注射枪管中再进行加热熔化。待模腔充填之后,喂料中的热通过模具散发出来。最后打开模具取出粉末冶金的毛坯件,在没烧结之前,也要确保粉末冶金毛坯的坚硬度,不然形状就难以控制。也就是说冷却后的温度要低于混合料流动的临界熔点温度。看似很简单的工作,其实并不然,因为固体粉末冶金混合料的粘结度高,注射成形时候需要高的压力。压力会改变黏度而且使粘结剂与粉末分离出来,同时黏度对温度等因素又特别敏感,所以中间会存在很多不稳定的因素。
比如:MIM注射成形条件设置不当,模中的原料会产生密度变化,就会导致烧结后的变形。所以要是烧结之后密度尺寸均匀化,就的保证成形模腔粉末均匀化。在MIM毛坯制作过程中,最常见的就是凹面的现象,这种情况最好的解决办法就是合理的控制注射成形过程中的密实压力,而密实压力在浇口冷却后释放出来。如果是过高的密实压力,会导致毛坯黏模,难从模具中取出,同样导致团聚在一起的粉末流动不一致,会造成烧结产品开裂或其他缺陷。所以在MIM注射成形过程中,每一个环节都是缓缓紧扣,都会恶化上一步制作过程造成的缺陷。
注意在MIM注射成形毛坯密实阶段,溶体流速随模腔压力增大而减小。为了避免粉末冶金毛坯出现低密度区和弥补冷却收缩提供更多的料,因此要保证冷却时,保持喂料处于高的压力下进行。否则会出现密度梯度和表面下凹等问题。除了注射压力外,成形温度和混合料的黏度和注射时剪切速率对MIM注射成形成功与否也有着非常大的影响,因为它们都影响了黏度。温度决定于喷嘴温度、模具冷却方式和成形时的流动路径。成型时,为了流动性,注射成形温度必须高于粘结剂软化点,但也不能太高,下凹等问题。除了注射压力外,成形温度和混合料的黏度和注射时剪切速率对MIM注射成形成功与否也有着非常大的影响,因为它们都影响了黏度。温度决定于喷嘴温度、模具冷却方式和成形时的流动路径。成型时,为了流动性,注射成形温度必须高于粘结剂软化点。但也不能太高,若是太高,可能是粘结剂实效,引起飞边和冷却时间加长的弊端,如果低于软乎点,会导模腔中填充不完全。
开模的温度由此时喂料是否变硬来决定,开模温度必须低于成形坯脱模时保持形状的临界温度。开模的最低温度由模具冷却系统的温度决定。实际上,高于这个温度便脱模。同样的,压力必须低于成形坯脱模而不粘住模子所需的最大压力。因此压力和温度由一个范围,既能开模而不会出现变形,粘模,划伤模具和形成表面下凹和缩孔。如果模具在更高的压力和温度下被打开,成形坯会可能黏模或变形。
上面描述的只是使用热塑性黏在制作成形发成中发生的情况,另外粘结剂有很多,不包含热固性、凝胶、冷冻的水和无机粘合剂等。