超細(xì)晶硬質(zhì)合金粉末注射成形工藝的研究.pdf

1、超細(xì)晶硬質(zhì)合金具有高強(qiáng)度、高硬度的“雙高”優(yōu)質(zhì)性能，利用粉末注射成形獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)成形超細(xì)硬質(zhì)合金能進(jìn)一步擴(kuò)展該合金的應(yīng)用范圍。
　　本文內(nèi)容主要分為兩部分：一是超細(xì)晶硬質(zhì)合金粉末注射成形工藝的研究，二是超細(xì)晶硬質(zhì)合金直齒圓柱齒輪與銑削刀片的試制。試驗(yàn)制備出了超細(xì)晶硬質(zhì)合金直齒圓柱齒輪與銑削刀片，硬質(zhì)合金的成分配比為：10％Co、89.28%WC、0.27%VC、0.45%Cr3C2；晶粒尺寸0.465μm；非化合碳級(jí)別C06；密度1

2、3.99g/cm3、硬度90.1HRA、抗彎強(qiáng)度250MPa。
　　粉末注射成形工藝包括喂料的制備、注射成形、脫脂、燒結(jié)等。（1）喂料的制備包括粉末的球磨、粘結(jié)劑配方的選用、粉末裝載量的選定等內(nèi)容。粉末的球磨工藝參數(shù)采用控制變量法優(yōu)化后確定為液固比：0.7/1、球料比：10/1、球磨轉(zhuǎn)速：300r/min、球磨時(shí)間：12h；在充分考慮粉末特性的基礎(chǔ)上，確定改進(jìn)了的粘結(jié)劑配方為70%PW、21%EVA、4%HDPE、5%SA；采用轉(zhuǎn)

3、矩法選定喂料粉末裝載量為55%。（2）注射成形工藝的優(yōu)化采用正交試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用方差分析法得出優(yōu)化的工藝為：注射溫度160℃、注射壓力110MPa、注射速度60%、保壓壓力90MPa。（3）脫脂采用溶劑-熱脫脂法，溶劑脫脂參數(shù)與熱脫脂升溫速率是通過(guò)分析脫脂試樣外觀有無(wú)缺陷來(lái)確定，熱脫脂的分解溫度則通過(guò)喂料的熱重分析確定。選定溶劑脫脂溫度為30℃，脫脂時(shí)間2h。（4）燒結(jié)工藝采用真空燒結(jié)，分析真空燒結(jié)試樣的力學(xué)性能與顯微組織，選定真空

4、燒結(jié)的溫度為1440℃，保溫時(shí)間為60min。
　　齒輪與刀片試制的研究包括了模具設(shè)計(jì)、樣品尺寸收縮的測(cè)量、摩擦性能檢測(cè)等內(nèi)容。運(yùn)用Pro/E5.0設(shè)計(jì)了齒輪與刀片的注射成形模具，使用設(shè)計(jì)的模具與優(yōu)化的工藝成形出直齒圓柱齒輪與銑削刀片。齒輪與刀片尺寸收縮的測(cè)量確定了喂料的收縮率約為21.47%。摩擦性能的檢測(cè)表明隨著試驗(yàn)載荷的增加，摩擦系數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，且隨著載荷的增加，摩擦系數(shù)的波動(dòng)先減小后增大，在50N時(shí)達(dá)到最??；隨著試驗(yàn)運(yùn)