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金属粉末注射成形工艺参数及浇口尺寸对流动性能的影响

许静静  
【摘要】:本文对粉末注射成形(PIM)过程中W-Ni-Fe喂料熔体的流动性能作了深入的研 究,通过讨论阿基米德螺旋线测试模具中喂料的流动长度,并根据设计的实验方案具 体运用MPI(Moldflow Plastics Insight 3. 1) 模拟分析软件和实验分析的方法,着重研 究了侧浇口的深度尺寸和注射工艺参数对喂料流动性能的影响。 为了实现注塑成形软件在粉末注射成形上的应用,本文对W-Ni-Fe喂料的性能参 数进行了计算分析,研究分析了该粉末材料的物性参数,优选出适合该粉末材料的粘 度模型,并在MPI软件原有的塑料材料数据库的基础上扩充了W-Ni-Fe粉末喂料注射 成形所需的各项参数数据,为MPI模拟仿真软件在PIM成形领域的应用提供了广阔 的前景。 本文根据设计的实验方案,经过模拟分析和上百次的现场实验之后,借助于浇口 尺寸、工艺参数与螺旋线流动长度关系曲线图的描绘,找到了浇口尺寸以及工艺参数 对流动性能影响的基本规律。研究表明:① 浇口尺寸与螺旋线测试模中喂料流动长度 不成比例关系,是非线性的,L-H曲线为波浪状:② L-H曲线无论是模拟结果还是实 验结果,都表现出流动长度随浇口尺寸的增加呈波浪式上升的整体变化趋势。当其它 实验条件一定而注射压力改变的情况下,浇口尺寸均匀取0. 5-2. 1mm之间的6个值时, 流动长度最长的浇口尺寸均在1. 8mm处,大于一般注塑成形时的最佳浇口尺寸值:③ 在实验结果中,相对注射压力而言,熔体温度和注射速率对L-H曲线关系的影响就相 对较小些,波动方向一致且比较平坦;④ 浇口尺寸不变时,注射压力、注射速率以及 熔体温度、模具温度等工艺参数值的增加都会引起流动长度的增长,它们与流动长度 均成正比关系。正常的加工范围内,增加注射压力与提高熔体温度对流动长度的影响 具有等效性;可见,工艺参数对粉末注射成形的成型性能的影响规律与注塑成形的影 响是一致的。⑤ 经过本文的模拟和实验分析结果的比较分析后,认为模拟与实验结果 之间的误差较小,二者具有可比性。


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