透气钢的制备及性能分析

发布时间：2017-09-03 21:09

  本文关键词：透气钢的制备及性能分析

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【摘要】：注塑工业上,利用透气钢材料制作成注塑模具上的镶嵌块,解决了注塑过程中出现的困气问题。目前,常用的制备透气钢材料的方法主要有传统的粉末冶金法、激光烧结法、凝胶注模成型法、粉末注射成型法等。本文采用凝胶注模工艺结合微波烧结制备透气钢材料,制定了其制备工艺路线,研究了制备过程中的孔隙结构变化,分析了透气钢材料的力学性能、透气性能和机械加工性能。(1)优化凝胶注模工艺的浆料配置:采用环保型的水基凝胶体系,以316L不锈钢粉末为原料,1%(相对金属粉末质量分数)的海藻酸钠作为分散剂,1%(相对金属粉末质量分数)的明胶作为粘结剂,配置固相含量56%的浆料,具有良好的流变性能,实现坯体的浇注成型。(2)将微波烧结工艺应用于不锈钢粉末凝胶注模坯体的烧结过程。在相同的升温速率、不同的烧结温度和保温时间条件下探究透气钢材料的孔隙结构的变化。得出结论:随着烧结温度提高,粉末颗粒之间结合面积增大,孔隙减小,通孔率也会相应减小;随着保温时间增长,粉末颗粒之间结合面积增大,孔隙减小,通孔率也会相应减小。(3)为控制在凝胶注模/微波烧结复合工艺制备透气钢过程中坯体的孔隙结构,研究了粉末特性对制备过程中的孔隙结构的影响。通过实验和理论相结合探究了粉末形状和粉末粒度对透气钢的孔隙形貌、孔隙率和孔隙大小的影响。(4)将凝胶注模/微波烧结工艺制备的透气钢材料应用在注塑模具上,透气钢材料制作成定模芯,通过注塑实验成型发现的产品表面质量良好,成功解决了普通钢材料注塑过程中的困气问题,而传统注塑模具一般采用设计透气结构来解决困气问题,两者相比较而言,透气钢简化了模具的透气结构设计,避免了透气杆在注塑件表面残留的印痕。研究结果表明,通过凝胶注模的浆料配置优化、微波烧结工艺参数优化等可以制得透气钢材料,通过粉末原料配置控制其孔隙,材料的透气性能、力学性能、机械加工性能良好,并将透气钢材料应用于注塑模具上,对解决注塑过程中模腔的困气问题提供了新途径。
【关键词】：透气钢 凝胶注模 微波烧结 粉末特性 孔隙结构
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ320.52;TG142
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 透气钢及其在注塑模具中的应用10-13
• 1.1.1 透气钢材料简介10-11
• 1.1.2 透气钢材料在注塑模具上的应用11-13
• 1.2 透气钢制备技术的国内外研究现状13-18
• 1.2.1 透气钢材料制备的常用方法13-14
• 1.2.2 透气钢制备中的孔隙控制原理14-18
• 1.3 本文课题立项依据及研究的主要内容18-20
• 第2章 凝胶注模/微波烧结工艺制备透气钢材料20-37
• 2.1 凝胶注模工艺20-25
• 2.1.1 凝胶注模工艺原理20-21
• 2.1.2 凝胶注模工艺路线21-24
• 2.1.3 体积固相相对含量对坯体性能的影响24-25
• 2.2 坯体干燥工艺25-26
• 2.2.1 真空冷冻干燥原理25
• 2.2.2 真空冷冻干燥与传统加热干燥比较25-26
• 2.3 微波烧结工艺26-35
• 2.3.1 金属粉末微波烧结原理26-28
• 2.3.2 微波烧结工艺路线28-30
• 2.3.3 烧结工艺参数对烧结件孔隙结构的影响30-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第3章 孔隙结构的控制37-53
• 3.1 材料的表征方法与测定37-43
• 3.1.1 原料粉末特性表征方法37-38
• 3.1.2 原料粉末特性的测定38
• 3.1.3 透气钢孔隙结构表征方法38-40
• 3.1.4 透气钢孔隙结构的测定40-43
• 3.2 粉末特性对孔隙形貌的影响43-46
• 3.2.1 粉末形状对孔隙形貌的影响43-45
• 3.2.2 粉末粒度对孔隙形貌的影响45-46
• 3.3 粉末特性对孔隙率的影响46-48
• 3.3.1 粉末形状对孔隙率的影响46-47
• 3.3.2 粉末粒度对孔隙率的影响47-48
• 3.4 粉末特性对孔隙大小的影响48-50
• 3.4.1 粉末形状对孔隙大小的影响48-49
• 3.4.2 粉末粒度对孔隙大小的影响49-50
• 3.5 本章小结50-53
• 第4章 透气钢的性能分析53-69
• 4.1 透气钢材料的力学性能53-55
• 4.1.1 测试方法53-54
• 4.1.2 结果与分析54-55
• 4.2 透气钢材料的透气性能55-59
• 4.2.1 透气性能测试原理55-57
• 4.2.2 透气测试结果与分析57-59
• 4.3 透气钢材料的机械加工性能59-65
• 4.3.1 电火花加工对透气钢材料孔隙的影响59-62
• 4.3.2 磨削加工对透气钢材料孔隙的影响62-64
• 4.3.3 切削加工对透气钢材料孔隙的影响64-65
• 4.4 自制的透气钢与PM-35型透气钢性能比较65-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第5章 透气钢的应用实例69-75
• 5.1 注塑应用实验设计69-71
• 5.2 实验结果与分析71-73
• 5.3 本章小结73-75
• 第6章 总结和展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果83

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本文编号：787335