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注射成形硬质合金缺陷与性能的研究

;主要内容;１前言

;２实验方法;本次实验所采用的粘结剂各组元成分分别为：石蜡〔PW〕，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物〔EVA〕，高密度聚乙烯〔HDPE〕，硬脂酸〔SA〕，邻苯二甲酸二辛酯〔DOP〕，花生油〔EO〕，四种粘结剂的组成如表2.2所示。;2.2实验流程;３结果与讨论;图３.1喂料A的混炼曲线;图３.5喂料DYG6的混炼曲线;３.２注射过程中的缺陷控制;图３.6夹心及外表凹陷;注射坯类型;３.３溶剂脱脂过程分析与缺陷控制

３.３.１溶剂脱脂过程的分析;溶剂脱脂过程中的缺陷与控制;2.夹心的恶化;2.由于溶剂脱脂工艺参数控制不当引起的缺陷：

1〕溶剂脱脂温度过高〔≥40℃〕：溶剂脱脂坯会由于粘结剂中的高熔点骨架组元软化而发生坍塌，同时由于扩散速率加快，脱脂速率太快，坯体产生鼓泡、甚至裂纹。当然温度过高也会使得正庚烷溶剂在脱脂坯中的高熔点组元中产生的溶胀效应越明显，也是使脱脂坯产生开裂的一个原因。

2〕溶剂脱脂温度过低〔≤26℃〕，由于溶剂脱脂过程在开始阶段是一个温度控制阶段，在低温时低熔点组元扩散速率过低，而正庚烷的分子量为100.2，而石蜡的分子量为360-540，相应正庚烷分子扩散所需的激活能较小，低温时更易于向坯体中扩散，当正庚烷在高熔点组元中的造成的溶胀效应不能由石蜡和EO的脱除得到补偿时，便会导致坯体在溶剂脱脂初期就开裂。;３.４“一步热脱脂+烧结”过程中的显微组织结构与缺陷控制

３.４.１YG6的显微结构与缺陷控制

３.４.１.１溶剂脱脂率对YG6合金性能的影响;烧结工艺;图３.１１溶剂脱脂率为38%的试样的金相相片图３.１２溶剂脱脂率为41%的试样的金相相片;合金中产生石墨相与溶剂脱脂率和热脱脂气氛有关。当溶剂脱脂率较低时(＜41%),溶剂脱脂坯中翻开的孔隙通道较少，不能形成有效的连通孔隙，在热

分解过程中不利于热分解产物的排除，而且过多的剩余高聚物存在于样品中在真空气氛下这些高聚物所形成的碳氢化合物气体除局部迅速抽出真空系统外，一局部碳氢化合物气体发生热裂解，因在真空状态下氢气分压几乎为零，这十分有利于反??〔1〕向右进行，碳氢化合物发生大量分解，从而造成合金中出现游离石墨相。

CH4C+2H2〔1〕;３.４.１.２“一步热脱脂+烧结”工艺对YG6合金性能的影响;烧结工艺;图３.１６经2#“一步氢气热脱脂+气压烧结”后合金的金相显微组织结构〔×1350〕;３.４.２YG10的显微结构与性能控制

３.４.２.１热脱脂气氛对合金显微组织结构和性能的影响

将溶剂脱脂率为55%~58%的YG10溶剂脱脂坯分别采用4#“一步真空热脱脂+气压烧结”工艺和5#“一步氢气热脱脂+气压烧结”工艺进行烧结，工艺流程分别如图5.12和图5.13所示。;烧结工艺;〔a〕试样B〔b〕试样C;当采用5#工艺时，由于采用了氢气热脱脂，热脱脂过程中通入流动的氢气主要有以下3个作用：

①流动的氢气不仅带走了大量由有机物裂解产生的碳氢化合物，使碳氢化合物气体的裂解量减小。

②氢气的通入大大增大了H2的分压，使得〔1〕式的反响向右进行十分困难，即使碳氢化合物在热脱脂过程中的热裂解量大大的减小，从而减轻了碳氢化合物裂解对合金产生的增碳作用

③碳氢化合物分解得到的游离碳活性高，易于与氢气发生反响形成新的碳氢化合物而被氢气带走，在一定程度上减轻了碳氢化合物热解产生的热解碳对合金的增碳作用。;〔a〕试样B〔b〕试样C;烧结工艺对合金性能的影响

将溶剂脱脂率为55%~58%的YG10溶剂脱脂坯经6#“一步氢气热脱脂+真空烧结”〔如图３.２２〕，;烧结工艺;〔a〕试样B〔b〕试样C;图３.２４烧结态试样DYG10的环状裂纹图３.２５注射坯DYG10的轻微夹心;〔a〕试样B的断口扫描相片〔b〕试样C的断口扫描相片;4结论;〔4〕制备YG6合金时，当溶剂脱脂率低于41%时，经“一步真空热脱脂+气压烧结”后，碳含量易偏高，此时力学性能较低。当采用降低热脱脂温度和缩短热脱脂保温时间的3#“一步氢气热脱脂+气压烧结”后，不但使得合金的力学和