纯钼注射成形工艺的研究

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1、摘要金属钼，具有良好的导电导热性能和低的膨胀系数，在现代电子技术，尤其是在发电、计算机电路、微电子技术、固体照明和平板显示器等方面，得到了广泛的应用；并由于其低毒性，在医疗和环保方面也受到了极大的关注。而纯钼的高熔点和塑脆性转变温度处于室温下，其传统的加工方法都遇到了许多的困难。注射成形纯钼可以解决其加工性能差等问题，并且，可以制造尺寸小和结构复杂的钼零件，符合现代钼工业发展的需求。本文对纯钼的注射成形工艺的整个过程进行了较为详细的研究，包括钼粉的预处理、混料、注射成形、脱脂和烧结工艺。研究结果表明：在氩气保护下，球磨4h，球料比5：l，转速为258r／min，加入

2、0．5％wtSA作为过程控制剂的球磨工艺，可以有效地消除原料粉末的团聚。通过对不同喂料的流变性能测试，球磨分散后的粉末制得的喂料，装载量为50％，其流动性能好，流动指数n和粘流活化能E分别为O．52和11．24kJ／mol，有利于注射成形。经反复试验调整，得到注射成形合适的工艺参数：注射温度150～160℃，注射压力104--一108MPa，模具温度45℃。实验采用了两种脱脂工艺，热脱脂和溶剂脱脂，其中热脱脂在H2气氛进行，得到了较理想的热脱脂工艺为：以2。C／min从室温升到160℃，保温120min，以1。C／min加热到250℃保温120min，再以2。C／m

3、in到350。C保温60min，而后3℃／min加热到500℃保温60min，最后以4℃／min加热到900℃预烧。较理想的溶剂脱脂工艺为：以正庚烷作为溶剂，在温度50℃下，脱脂2h后，能脱除68％以上的粘结剂，其后续的热脱脂工艺为：以3。C／min从室温升到200℃，保温60min，以2。C／min加热到350。C保温60min，而后3℃／min加热到500。C保温60min，最后以4。C／min加热到900℃预烧。两种脱脂方式都可以得到无缺陷的脱脂坯；采用直接热脱脂工艺，用时为13h，而采用溶剂脱脂+热脱脂的脱脂工艺，耗时为10．7h。直接热脱脂样品C含量高于溶

4、剂+热脱脂，经H2气氛烧结后，两者的C、O含量下降较快，其分别小于0．06％和0．0042％；烧结坯的密度随着温度的升高而增加，但当温度大于1850℃时，密度略有增加；材料经1850。C，保温2h，其密度和力学任1。4--白日匕e．,达到最佳，密度为9．70g／cm3，抗拉强度为229MPa，硬度为193HVl0，热导率为107．4W／(m·IO，优于传统的模压样的性能。关键词钼，金属注射成形，预处理，流变性能，脱脂，烧结ABSTRACTMolybdenum，whichhashighmeltingpoint，excellentthermalconductivitya

5、ndlowexpansioncoefficient，iswidelyusedinpowergeneration，computercircuitry,microelectronics，solid—statelightingandflat—paneldisplays．Further,thislowtoxicityenablesmolybdenumtoplayasignificantpartintheprotectionofhumanhealthandtheenvironment．Molybdenumhashighmeltingpointanditsductile--to

6、-·brittletransitiontemperature(DBTT)canbeatorbelowroomtemperature，makingthemdifficulttomanufacturebytraditionalmethods．TheresearchofMIMMo，whichisarelativelynewmanufacturingprocessandwillproducesmallandintricateshapeMoparts，accordtherequirementofmodemMoindustry．Inthisworktheprocessingfo

7、rproducingmolybdenumpartsbymetalinjectionmoldingtechniqueincludingmilling，mixing，debindingandsintering，wereinvestigated．TheoptimaldeagglomerationoftheappliedpowderWascarriedoutinmillusingastainlesssteelballandvialatspeedof258r／minfor4h，theweightratiooftheballtothepowder5to1and0．5wt％S