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金刚石/铜基粉末注射成形熔体温度对充填率影响的有限元模拟

2014-12-09邓朝晖伍俏平言佳颖万林林

机械工程材料 2014年10期

邓朝晖,伍俏平,言佳颖,万林林

(湖南科技大学1.难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室;2.机电工程学院,湘潭411201)

0 引 言

粉末注射成形技术(PIM)是一种以粘结剂为流动载体,以金属或陶瓷粉等为原料,通过注射成形手段达到成形目的,并经过脱脂及烧结获得粉末冶金制品的工艺方法[1-4]。它是在传统粉末冶金技术基础上,借鉴了塑料注射成形工艺发展起来的一种新的近净成形技术,被誉为当今最热门的零部件成形技术[5]。由于粉末注射成形过程中熔体流动填充模腔的均匀性好,使得PIM制品的密度均匀,避免了模压工艺中出现的密度不均匀等问题,突破了传统模压成形工艺对制品形状的限制,可以大批量、高效率地生产结构复杂、力学性能及表面性能优良的零件[6-8],在制备高性能的小型零件方面具有独特的优势。近些年来,粉末注射成形技术在航空航天、电子、汽车等行业得到了广泛应用[9-10]。

目前有关采用粉末注射成形技术制备金刚石增强铜基制品的报道还较少。作者利用粉末注射成形技术对金刚石/铜基粉进行了粉末注射成形试验,制备了纤维状金刚石微刃坯。而在金刚石制品的注射成形过程中,由于熔体黏度较高,快速冷凝时容易导致填充困难,特别是小型薄壁件更容易产生充填不足,即发生“欠注”现象。传统注射成形模具设计时,注射成形参数主要依靠经验设定,需要进行反复修模和试模,生产成本高、周期长。利用CAE模拟软件可以对注射成形参数进行优化以及对注射充模过程进行可视化监控,当设计者发现问题后可以在计算机上进行相关参数的修改和调整,而不需要进行实物试模,从而节省了大量的时间和费用。……

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