粉末注射成型（PIM）工艺是来自粉末的高批量生成形组分的高效生产的有效方法。PIM是聚合物注塑成型的衍生物，并使用相同的技术以及粉末冶金和陶瓷加工的批量烧结过程。 PIM的过程在PIM中，聚合物粘合剂与金属或陶瓷粉末预混合。混合物在螺旋进给的筒体中加热，在压力下被迫进入模腔，在那里冷却并随后喷射出来。然后移除聚合物，然后将其烧结至所需密度，如图1所示。
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图1。粉末注射成型工艺。 |
脱脂阶段，即聚合物被去除的阶段，对烧结构件的力学性能有很大的影响。典型的PIM注塑混合料含有35%到50%的聚合物。这必须在不引起组件膨胀、表面起泡或形成大孔隙的情况下被去除，这些孔隙在烧结过程中不能被去除，从而降低最终密度和损害机械性能。在多组分粘结剂系统中，聚合物被溶剂除去或在热脱脂循环的不同点降解，显示出极大的降低脱脂缺陷的潜力。 虽然组件烧结时，烧结它保留了模具的形状。在模具设计中考虑到提供该收缩，最终烧结部件可以近净形状。可以实现0.2-0.3％的标称尺寸的公差。表面光洁度通常为30μmra，但是当使用较好的粉末时，这可以减少到15μm的Ra。然而，在需要特殊材料特性的情况下，有时需要发布的烧结操作，例如在延性Fe-2Ni和Fe-7Ni结构材料上的硬表面的生产中。欧洲杯足球竞彩 市场前景近年来，这项技术从实验室迁移到电子，计算机，医疗和化学工业的商业生产。PIM行业预计未来几年平均增长率在20％至40％之间，目前销售额为2亿美元。据估计，美国市场约占PIM零部件的40％，日本30％，欧洲落后于15％。这反映在专门在PIM的公司数量 - 美国有两倍于欧洲运营的数字。 适合的PIM过程是什么？PIM在生产小型复杂形状的组件方面特别竞争。实例与碳化硅涡轮增压器和用于热动发动机的径向转子一样多样化，用于硬盘驱动器的氧化铝螺纹导向器，稀土磁极片，以及用于电动齿刷的不锈钢齿轮轮。 原材料的影响日益成熟的这项技术可以看出，在最近的两个商业发展 - 生产金属和陶瓷粉末专门针对PIM和权利要求中的缺陷率和脱脂时间进一步减少多组分粘合剂系统的营销。现在可以使用允许催化脱脂，热驱动或热和溶剂脱模混合物的商业系统之间的选择。 如果可以在PIM过程中而不是在后期制作过程中优化组件特性，那么该工艺的商业化将会进一步提高。这同样适用于由表面性质决定的性能，例如耐磨性和耐腐蚀性，以及韧性等整体性能。克兰菲尔德大学(Cranfield University)最近的两项研究就集中在这些领域。 粉末共注塑为了制造原位表面化的部件，已经引入了粉末共注塑（PCM）。而不是加热粉末和粘合剂的单个桶，而是通过气动阀门使用两个筒，通过气动阀门连接到单个喷嘴。
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图2。粉末共注成型（PCM）中的顺序注射过程。（a）注射皮肤，（b）注射核心和（c）注射短射击以完成皮肤。 |
粘合剂和粉末顺序地从桶中注射，使得在模具中，来自第一桶的粘合剂/粉末混合物形成部件的皮肤，并且来自第二桶的皮肤形成芯。然后，皮肤材料的短镜头完成核心的封装。 每桶的粉末可以完全不同，例如，部件的表面可以是类似于316L不锈钢和芯，羰基的东西。 两个粉末价格的差异是三倍，通过使用更便宜的核心材料来节省成本。欧洲杯足球竞彩通过改变从每个桶中注入的材料的比例，可以改变组件中的皮肤与芯的比率，从而允许生产厚或薄的表面工程涂层。 进一步的表面工程可以通过在组件表面添加二次相来完成。这是简单地通过引入它只在粘结剂/粉末系统在第一桶。在模型系统中，引入了氧化铝颗粒相，以提高表面的耐磨性。 烧结速率控制对于PCM的成功至关重要。夹心的核心和皮肤必须以类似的速率烧结，并且在烧结温度曲线中的类似位置以避免分层。更快的烧结材料到较慢的烧结材料的机械键控可以减少致密化，使组件A'内置倾向于均衡致密化率。然而，对于具有高度不同的烧欧洲杯足球竞彩结型材的材料，需要其他均衡方法。通过降低一种混合物的粉末含量，可以通过降低其绿色密度或通过添加第二非烧结复合阶段来改变烧结行为。PIM材料的液相烧结正在进行调查中。欧洲杯足球竞彩 纤维增强陶瓷通过使用热塑性树脂基粘结剂系统的PIM，也可以实现小陶瓷部件的净形状制造。目前正在特别注意车间纤维增强陶瓷的发展。短纤维的加入为提高纤维的韧性等性能提供了一种潜在的机制，而注射成型过程可以控制纤维的分布和取向。 组件行为受到纤维取向分布的显着影响，因此必须预测这一点。在Cranfield大学（英国）的工作开始识别纤维取向分布和模具几何形状，加工条件，纤维纵横比和复合配方之间的关系。已经开发了有限元流量分析诸如模型的封装以模拟短纤维增强热塑性塑料的加工，并且最近用于预测使用基于聚丙烯的粘合剂体系的注塑成型陶瓷中成功纤维取向。 短纤维的引入减缓了陶瓷的致密化，但固结过程必须提供必要的控制纤维/基体界面形貌。在陶瓷复合材料成功脱脂后，可以通过烧结- hip循环实现完全固结。 循环的初始低压烧结部分旨在实现通常为92-95％的理论密度，留下闭合孔隙率。其次是高压烧结，以实现接近全密度。臀部压力为200毫米－２现在可以随时可用。这些可用于抵消所希望的较低的处理温度，以便控制光纤/基质相互作用并确保增加的韧性。 结论随着PIM的提高和使用增加，设想了这项技术的主要增长。目前限制其申请的因素目前正在解决，目的是提高该过程的成本效益。为此，能够将部件制造成净形状和。通过粉末共注入成型在单个过程循环中的表面工程师，应提供进一步的激励以进行额外的剥削。 |