粉末注射成形產(chǎn)品尺寸精度為±0.3％，而傳統(tǒng)粉末冶金產(chǎn)品為±0.1％，機(jī)加工可以達(dá)到更高。因此，產(chǎn)品的精度控制不高就成為制約粉末注射成形工藝產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵因素。通過(guò)優(yōu)化工藝過(guò)程即喂料制備、注射成形、脫脂、燒結(jié)四個(gè)方面可提高產(chǎn)品精度。

圖   粉末注射成形基本工藝過(guò)程

一、喂料制備的控制

喂料的裝載量和均勻性是影響尺寸精度控制的最為重要的因素，而粉末與粘結(jié)劑之間相互作用的好壞決定著喂料裝載量和均勻性。

圖  喂料制備

方法：

• 采用粒度較小、分布較寬的近球形粉末；

• 采用多組元的低分子量聚合物和蠟作為粘結(jié)劑，能夠滿足較高裝載量的粘度要求和良好的粉末濕潤(rùn)性；

• 加入適量的表面活性劑，改善粉體與粘結(jié)劑的相互作用；

• 采用優(yōu)質(zhì)的設(shè)備均勻混煉，如雙螺桿式混煉機(jī)等。

  
  

二、注射環(huán)節(jié)的控制

注射成形直接決定生坯的尺寸，在注射環(huán)節(jié)中，對(duì)喂料流變性和注射后的生坯保形性的評(píng)估是實(shí)現(xiàn)精度控制的關(guān)鍵，但喂料好的流變性并不意味著所注射的生坯具有好的保形性。

方法：

• 優(yōu)化注射參數(shù)。注射壓力、溫度過(guò)高會(huì)增加生坯內(nèi)部的殘余應(yīng)力，容易出現(xiàn)裂紋，研究發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間可減小殘余應(yīng)力，采用高壓低溫的注射方式可提高產(chǎn)品的尺寸精度；

• 模具設(shè)計(jì)合理，特別是澆口設(shè)計(jì)；

• 采用先進(jìn)的注射成形設(shè)備。

  
  

圖   JSW獨(dú)有的IWCS控制確保MIM產(chǎn)品重量和密度的穩(wěn)定性

三、脫脂過(guò)程的控制

在粘結(jié)劑脫除過(guò)程中，產(chǎn)品可能出現(xiàn)開(kāi)裂、翹曲等變形，脫脂過(guò)程中發(fā)生的尺寸變形不能通過(guò)后期工藝消除。脫脂的方法有溶劑脫脂、熱脫脂、催化脫脂等多種方法，脫脂方式對(duì)最終尺寸影響不大。

方法：

• 根據(jù)喂料選擇合適的脫脂方法；

• 觀測(cè)生坯在升溫過(guò)程中的重量變化，找出喂料中粘結(jié)劑的劇烈熱分解溫度，制定最佳脫脂工業(yè)曲線；

• 選用合適的脫脂氣氛，控制產(chǎn)品的碳含量。

四、燒結(jié)環(huán)節(jié)的控制

燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)品的變形主要源于注射坯中的不均勻的密度分布、燒結(jié)設(shè)備內(nèi)部的溫度梯度、不同燒結(jié)氣氛的選擇、 重力原因?qū)е碌娜渥冏冃我约爱a(chǎn)品與燒結(jié)爐內(nèi)襯托之間的摩擦等因素。前幾個(gè)工序做好，燒結(jié)時(shí)要做到以下兩點(diǎn)：

• 減小燒結(jié)設(shè)備內(nèi)部的溫度梯度；

• 根據(jù)氣氛的露點(diǎn)和還原性，選擇合適的燒結(jié)氣氛

  
  

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