微细316L不锈钢粉末注射成形的脱脂和烧结工艺

摘要

脱脂是粉末注射成形成工艺的制约步骤。本文采用溶剂脱脂与热脱脂相结合的方法，对平均粉末粒度3μm的316L不锈钢注射成形试样进行了脱脂工艺的研究。
　　 在溶剂脱脂方面，对比了溶剂种类、脱脂温度、脱脂时间和溶剂加入方式等参数对脱脂率的影响。得到了最优的溶剂脱脂工艺:采用正己烷溶剂，50℃下脱脂5小时，每小时更换新溶剂，脱脂率达到30％，粘结剂中石蜡完全除去，试样微观结构无缺陷产生。并对溶剂脱脂动力学过程进行分析，求出动力学参数，为实际生产提供理论依据。
　　 在热脱脂方面，通过改变升温速率、保温时间等参数，对溶剂脱脂后的试样进行热脱脂工艺研究，最后优化了热脱脂工艺:室温～325℃，升温时间2小时，保温1小时;325℃～375℃温度区间，升温1小时，保温3小时;375℃～490℃温度区间，升温2小时，保温1小时;随后试样随炉冷却。脱脂总时间10小时，脱脂率97％。并分析了热脱脂过程中可能产生的缺陷及如何避免。
　　 烧结是粉末注射成形工艺的最后一步，也是实现致密化的主要阶段，它对烧结体的显微组织、尺寸精度以及材料的最终性能起着决定性作用。通过采用相同的升温速率和保温时间，对比了不同烧结温度对烧结后试样致密化程度、金相组织等参数的影响，从而得到最优的烧结工艺:在真空气氛下，烧结温度为1250℃，升温速率10℃/分钟，保温时间30分钟，烧结后样品形貌完好，晶粒尺寸均匀，试样具有良好的致密度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 粉末注射成形

1．1．1 粉末注射成形技术概述

1．1．2 粉末注射成形技术特点

1．1．3 粉末注射成形的发展与应用

1．1．4 粉末注射成形工艺流程

1．2 脱脂工艺

1．2．1 热脱脂工艺

1．2．2 溶剂脱脂工艺

1．2．3 虹吸脱脂

1．2．4 其他脱脂工艺

1．3 烧结工艺

1．4 本课题研究目的及主要内容

第二章 试验材料与试验方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 溶剂脱脂试验

2．2．2 热脱脂试验

2．2．3 烧结试验

2．3 仪器分析、表征方法

2．3．1 脱脂样品质量测量

2．3．2 形貌表征

2．3．3 热重分析

2．3．4 XRD表征

2．3．5 试样尺寸测量

2．3．6 孔隙率测量

2．3．7 金相分析

第三章 溶剂脱脂工艺研究

3．1 溶剂种类对对脱脂率的影响

3．2 温度对脱脂率影响

3．3 溶剂加入方式对脱脂率影响

3．4 脱脂前后试样热重分析

3．5 脱脂前后试样微观形貌分析

3．6 溶剂脱脂动力学分析

3．7 本章小结

第四章 热脱脂工艺研究

4．1 热脱脂工艺制定

4．1．1 室温～325℃

4．1．2 325℃～375℃

4．1．3 375℃～425℃

4．1．4 425℃～490℃

4．2 热脱脂工艺优化

4．3 热脱脂后微结构形貌分析

4．4 热脱脂缺陷的产生及避免措施

4．5 本章小结

第五章 烧结工艺研究

5．1 烧结后试样宏观形貌

5．2 烧结温度对试样尺寸影响

5．3 烧结温度对试样孔隙率影响

5．4 烧结后微观形貌分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文