金屬單組分及雙組分注射成形模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、金屬粉末注射成形(MIM)由于其高性能、低成本、凈成形的工藝優(yōu)勢(shì),在小型復(fù)雜零部件制備領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,但只能制備均一材質(zhì)產(chǎn)品。粉末共注射成形(Powder Co-Iniection Molding,PCM)技術(shù)可以把不同組分在模具內(nèi)復(fù)合注射成形,整合各組分的優(yōu)越性能,從而在一個(gè)生產(chǎn)步驟內(nèi)獲得功能性和形狀復(fù)雜性相統(tǒng)一的成形坯,使得表層/芯層具有不同材料及功能的結(jié)構(gòu)。
　　 協(xié)調(diào)芯殼層喂料流變性能,實(shí)現(xiàn)界面形貌及芯層穿透距離的可

2、控是決定PCM產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。本文通過金屬單組分、塑料夾芯共注射成形的模擬與實(shí)驗(yàn)研究,討論采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量及數(shù)據(jù)擬合獲得物料性能數(shù)據(jù)的辦法進(jìn)行金屬夾芯共注射模擬的可行性;通過工藝實(shí)驗(yàn)和CAE技術(shù)研究了金屬喂料芯殼層粘度比及工藝參數(shù)對(duì)芯殼層形貌及芯層穿透距離的影響,建立了出現(xiàn)芯層突破的工藝標(biāo)準(zhǔn),分析了芯殼層喂料的充填機(jī)理。具體工作如下:
　　 首先,對(duì)本實(shí)驗(yàn)用料進(jìn)行各項(xiàng)物理性能的測(cè)定,通過擬合得到了物料流變學(xué)及熱力學(xué)的本構(gòu)方程參數(shù)。<

3、br>　　 其次,將316L喂料(裝載量55％)以及聚丙烯(PP-T30S)的測(cè)量數(shù)據(jù)及參數(shù)擬合結(jié)果輸入Moldflow軟件中,分別進(jìn)行MIM極小、極大零件和塑料夾芯共注射成形充模流動(dòng)模擬與實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明:1)MIM模擬出現(xiàn)缺陷的趨勢(shì)及產(chǎn)生變形量的大小與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好;2)隨著芯/殼層粘度比R的減小,芯層熔體穿透深度y增加,穿透寬度x1,x2,x3有不同程度的減小;塑料芯殼層粘度比在O.3～1.2時(shí),SOC為43％～38％;3)

4、實(shí)驗(yàn)測(cè)量及擬合得到的物性參數(shù)可以用于MIM及塑料夾芯共注射成形充模流動(dòng)模擬研究。
　　 以316L喂料(芯層裝載量40％、殼層裝載量60％)的測(cè)量數(shù)據(jù)及參數(shù)擬合結(jié)果為基礎(chǔ),采用Moldflow對(duì)PCM進(jìn)行模擬與實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明:1)芯/殼層喂料粘度比及殼層預(yù)填充量對(duì)芯層熔體穿透距離和芯殼層形貌的影響規(guī)律與塑料共注射成形相似;2)金屬芯殼層粘度比在0.28～1.5時(shí),SOC為55.4％～48.5％;3)金屬夾芯注射成形與塑料相比