16、氮气吹扫热脱脂和烧结后参数对金属注射成型铝合金碎屑的影响

氮气吹扫热脱脂和烧结后参数对金属注射成型铝合金碎屑的影响

1. 引言

金属注射成型（MIM）是一种以合理成本和产能大规模生产复杂、高质量、高密度零件的制造方法。应用MIM零件的领域众多，包括汽车、印刷、摄影、医疗设备和航空航天等。它是粉末冶金的一个分支，通常一个周期能从金属粉末生产至少10,000个零件或产品单元。

MIM的每个阶段对最终零件的质量都至关重要，其流程为：
1. 原料制备 ：将尺寸小于20 µm的金属粉末颗粒与粘结剂混合，制成均匀的糊状化合物，再破碎硬化成颗粒状。粘结剂通常由至少两种成分组成，其作用是确保原料均匀混合，并在注射阶段保证假塑性。
2. 注射成型 ：将制备好的原料注入模具中成型。
3. 脱脂 ：通过多种方法去除大部分粘结剂成分或主粘结剂，仅保留骨架或次粘结剂，以保持零件形状。次粘结剂通常在烧结前通过热分解去除，即热脱脂。
4. 烧结 ：在惰性气体（如氩气、氦气或氮气）环境中进行，使粉末颗粒相互结合，导致零件收缩并提高其强度。

本研究采用棕榈硬脂（PSr）作为单一有机粘结剂与粉碎铝合金碎屑（PAAS）结合，这与通常使用至少两种成分的粘结剂的做法不同。使用单一粘结剂将脱脂和烧结阶段合并，减少了生产零件所需的工作和能源，符合当前的绿色倡议。此外，本研究使用的生坯粉末装载量为65 vol%，比常见的60:40粉末与粘结剂比例高5%，这有助于减少收缩率，提高最终零件的公差控制。

虽然有色金属MIM尚未商业化，但由于铝的性能受到各行业的持续需求，铝的MIM仍