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应如何避免MIM注射成形脱脂造成的缺陷
发表时间:2021-08-23     阅读次数:     字体:【

除了去除粘合剂之外,脱脂成功与否的另一个关键是在没有缺陷条件下的保形性。MIM技术本身存在形状变化问题,但通常这些变化是可预测的、各向同性的,通常只在烧结时发生。变形是形状的不规则变化。毛坯中粘结剂浓度梯度引起的毛细管力足以引起翘曲和裂纹。人们的目标是最小化尺寸偏差,尺寸偏差的大小取决于过程控制。这是MIM技术早期的问题之一。烧结条件、产品形状和注射成型条件的小变化可能会导致大尺寸偏差。烧结过程中,粉末粒之间的颈被烧结,毛坯的强度增大。因此,此时应力较大,但相对应力并不比脱纸大。


脱脂时可能出现的缺陷包括扭曲、崩溃或扭曲引起的成型毛坯形状变化、表面凹陷和褪色斑点、内部裂纹等。不是因为脱脂,而是因为混合不均匀或注射成型工艺不合适。实践证明,对于简单的粘结剂系统,在不损伤成型坯的情况下,从成型坯中去除粘合剂是最困难的。单组蜡或聚合物粘合剂必须在较小的温度范围内一次性去除,成型毛坯容易损坏。多组分粘合剂分阶段去除,每个阶段剩下的粘合剂组分可以保持成型毛坯的完整性。实践证明,去除粘合剂的第一个元素是最难的,也是很多问题的根源。一般来说,体积几乎不变,活页夹的第一组元素被移除后,成型毛坯的损失降至最低。因此,实际证明虹吸、升华、溶剂提取等方法都是有用的。


脱脂过程中裂纹和变形是最常见的缺陷,脱脂时要控制脱脂率,防止缺陷的发生。不平衡的脱脂率会导致毛坯变形。这是因为毛坯表面温度高,粘合剂首先被去除,因此毛坯表面区域之间的脱脂率不同,粘结剂去除量不同,热膨胀系数不同,可能会发生翘曲。同样,在脱脂过程中,由于局部化而引起的不平衡体积变化也会引起样品扭曲。热脱脂过程中发生的裂纹及变形反映了热梯度现象,通常变形会使加热区域凹陷。快速加热时粘合剂汽化而形成的内部压力经常导致表面的泡沫、裂纹。这是因为内部气压超过毛坯强度。有时内部气体沿着注射缺陷聚集,因此脱脂后可以看到明显的分层现象。


脱脂裂纹的发生也可能是因为饲料含量太低。随着脱脂的进行,粘合剂融化后,粉末粒子会重新分配,毛坯上形成高密度和低密度区域,裂纹出现在后者附近。低含量还会导致粉末的分离和流动,经常表现为裂纹和非均匀收缩。裂纹容易发生在毛坯厚度变化较大的区域。薄区域的粘合剂很容易被去除。由于粘结剂含量不同,毛坯厚度变化较大的区域因热膨胀系数不同而产生应力。该应力与热膨胀系数和温度梯度有关,低温保温可消除这些应力。加热速度太快是产生裂纹的最常见原因。


脱脂常见的问题之一是碳含量的调节。去除木炭的存在可能对硬质合金、钢、碳化硅等材料有利,但对其他材料(如不锈钢、氧化铝、磁性材料等)非常有害。碳控制是脱脂实践的重要方面,对于一些缺乏稳定碳化物的材料体系来说,碳控制是一个特殊的问题。碳含量控制是通过脱脂气氛和加热速度的选择来实现的。温度达到约450度,如果聚合物粘合剂不被去除,剩下的粘合剂可能会引起木炭问题。要想降低碳含量,就要注意热脱脂后期加热速度低,在较低的温度下保温,使用高露点气体,使用较高的气氛流动率。


 
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