收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

金属粉末注射成形流动过程研究

蒋炳炎  
【摘要】:金属粉末注射成形(MIM)是粉末冶金与塑料注射成形相结合的一种高新技术,可以大批量、低成本地制造形状复杂、性能优越的产品,满足了国防、通讯、机械、汽车、医疗等行业对高性能异形关键精密零部件的需求,是当前先进制造技术领域研究的热点之一。作者采用理论分析、软件仿真和实验测试相结合的方法,主要研究了以下注射成形流动过程中的关键问题。 在MIM流动模型基本假设研究方面,为了确定重力和惯性力对流动过程的影响强度,采用量纲分析法首次分析了喂料熔体动量方程各项的量纲,结果表明虽然金属粉末喂料的密度比聚合物大5-10倍,但在MIM流动分析中,方程的粘性力项比重力项和惯性力项大2-3个数量级以上,粘性力仍为主要控制因素。忽略重力和惯性力对喂料熔体流动的影响,不仅简化了流动模型,节省了分析时间和成本,而且无需考虑注射模具设计中流道布置方式。 在MIM喂料流变方程研究方面,首次引入Cross-WLF七参数模型对MIM中非牛顿流体流动过程进行研究,针对喂料粘度模型参数求解和现有模流分析软件无拟合功能的问题,提出了自适应快速遗传算法拟合该模型参数,开发了算法软件包,得到了W-Ni-Fe高比重粉末喂料和316L不锈钢喂料粘度模型的7个参数,为高比重钨球零件和不锈钢模芯的质量预测、模具和工艺参数优化设计提供了必须的材料数据,奠定了MIM材料数据库的基础。 在MIM可视化仿真软件开发方面,为了建立软件系统模型及基于Cross-WLF粘度模型的流动分析算法,实现软件的前处理、求解器、参数拟合、数据管理和图形操作等功能,将面向对象软件工程(OOSE)与统一建模语言(UML)技术首次引入到MIM仿真软件的设计开发中,建立了软件的用户模型、静态模型和动态模型,描述了系统的功能需求、事件流程、类的结构与关系、对象之间的通信、数据库结构和输入输出文件格式等,用Visual C++与Delphi开发工具编码实现了2维MIM充模流动过程仿真软件,方便了对薄壁零件的质量预测以及模具和工艺参数的优化设计。 在MIM喂料注射成形性能研究方面,针对毛细管流变仪测试法衡量流动性能的不足,提出使用螺旋线模具测试喂料熔体的注射成形性能,创造性地设计了一套可快换浇口,模腔封闭的螺旋测试模,并在螺旋测试模上采用正交实验设计,得出了高密度重合金喂料流动长度L_m的回归公式,揭示了L_m随Q_m、P_m、△T_m 和凡的变化规律,并得出工艺参数对成形性能影响的强度顺序为Qm最大,尸m 与△几其次,因而改善喂料流动性能应优先控制注射速率Qm。 在MIM领域中的注射成形仿真软件应用研究方面,对不锈钢模芯零件与高 比重钨球的注射成形过程进行了仿真和实验分析。不锈钢模芯零件充模仿真分析 表明,由于熔体流动的“跑道效应”,采用单浇口注射成形两侧流动严重不平衡, 端面四个波峰和波谷明显,中部芯柱出现欠注,并发现该零件中间芯轴处成形最 困难。通过优化单浇口位置、数量和零件的结构设计后,解决了模芯芯部断裂和 不良流动等问题。高比重钨球注射成形实验研究表明,喂料熔体以“喷射”方式 在模腔内流动,从浇口直接射向对面动模腔,造成动模腔内顶杆与模具配合间隙 的排气功能失效,熔接线增多,因此提出在模具分形面和定模板一侧开排气道以 增强其排气能力,并采用高速高压注射成形工艺,解决了三维实体类零件内部的 熔接线缺陷等质量问题。 本研究是国家粉末冶金工程研究中心金属粉末注射成形技术研究项目的重 要组成部分,该项目获得了2003年国家科技进步二等奖。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 乐红胜,曲选辉,林好转,李益民;粉末注射成形坯冷凝过程产生应力开裂的计算机预测[J];粉末冶金材料科学与工程;1998年03期
2 H.Kyogoku,S.Komatsu,M.Shinzawa,H.Nakayama,T.Matsuoka,永佳;粉末注射成形奥氏体不锈钢的疲劳和冲击强度[J];粉末冶金技术;2005年02期
3 Hans Wohlfromm,Martin Blmacher,Dieter Weinand,曹勇家;粉末注射成形不锈钢——制取工艺、性能、应用——[J];粉末冶金工业;2002年04期
4 林好转,邱光汉,李益民,曾舟山,曲选辉,黄伯云;粉末注射成形喂料性能参数的模拟计算和分析[J];材料导报;1998年06期
5 祝宝军,曲选辉,陶颖;粉末注射成形热塑-热固粘结剂研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2004年02期
6 郑礼清;李笃信;李昆;赵莉;王田军;白锋;;粉末注射成形催化脱脂工艺研究[J];粉末冶金工业;2009年02期
7 安锦锈;氮强化粉末注射成形不锈钢[J];粉末冶金工业;1997年05期
8 高建祥,曲选辉,赵赛;金属粉末注射成形技术的最新研究动态与发展趋势[J];硬质合金;2003年01期
9 Hideshi Miura,韩凤麟;用粉末注射成形(PIM)制造高性能烧结材料[J];粉末冶金技术;2005年02期
10 Doug Smock;;新的医疗设计加快粉末注塑成型的增长[J];工业设计;2009年01期
11 李松林,黄伯云,曲选辉,李益民;粉末注射成形粘结剂组分相容性的热力学判据[J];中国有色金属学报;2001年03期
12 祝宝军,曲选辉,陶颖,郑洲顺;粉末注射成形冷凝蒸气脱脂过程研究[J];稀有金属材料与工程;2004年10期
13 谢贵良,李益民,蔡涛;复杂型腔中粉末注射成形充填过程的计算机模拟[J];系统工程;2004年10期
14 曹勇家;粉末冶金专业论坛暨中日粉末注射成形交流会在京召开[J];粉末冶金工业;2004年06期
15 路;;2007粉末注射成形(PIM)会议在美国佛罗里达召开[J];粉末冶金工业;2007年06期
16 孙树功;;粉末冻结注射成形[J];粉末冶金技术;1985年02期
17 张汝珍;蒋正典;;粉末冶金件的注射成形[J];新技术新工艺;1989年02期
18 U.Becker;李和平;;陶瓷材料的注射成形[J];模具技术;1991年03期
19 李新军,吕海波,周继承;粉末注射成形粘结剂及脱脂技术研究进展[J];粉末冶金材料科学与工程;1999年03期
20 陈炜;钛合金的粉末注射成形和烧结[J];钛工业进展;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 秦明礼;曲选辉;杜学丽;;高导热氮化铝陶瓷的粉末注射成形技术研究[A];2009全国粉末冶金学术会议论文集[C];2009年
2 曲选辉;叶斌;;粉末注射成形技术及相关基础问题[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
3 臧若愚;张国庆;曲选辉;尹海清;;航空材料GH742Y合金注射成形工艺研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 王瑞锋;吴运新;邹欣;唐传安;;钛粉末注射成形脱脂和烧结工艺研究[A];首届七省区市机械工程学会科技论坛论文集[C];2005年
5 赵丽明;曲选辉;何新波;李世琼;;粉末注射成形钛铝烧结工艺研究[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年
6 曲选辉;郑洲顺;;PIM充模流动过程熔体粘度的变化与缺陷形成[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
7 刘跃军;李祥刚;黄宇刚;;流变学在粉末注射成形中的应用[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 蔡一湘;罗锴;陈强;;PIM制备TiCN颗粒增强钛基复合材料和零件[A];第五届海峡两岸粉末冶金技术研讨会论文集[C];2004年
9 ;S.粉末冶金与难熔材料[A];2008中国材料研讨会暨庆祝中国科协成立50周年会议程序和论文摘要集[C];2008年
10 ;S.粉末冶金与难熔材料[A];2008中国材料研讨会暨庆祝中国科协成立50周年会议程序和论文摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 Khalil A.Khalil;[D];中南大学;2002年
2 宋久鹏;金属和陶瓷粉末烧结工艺的试验、建模和数值模拟[D];西南交通大学;2007年
3 郑洲顺;PIM充模过程的数值模拟分析及应用研究[D];中南大学;2006年
4 卢振;微结构件的注射成形及其组织与性能[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董二女;粉末注射成形动力系统的混沌吸引子形态研究[D];中南大学;2011年
2 刘长洋;微细316L不锈钢粉末注射成形的脱脂和烧结工艺[D];兰州理工大学;2013年
3 曹广元;微机电产品零件粉末注射成形[D];沈阳理工大学;2013年
4 李静;粉末注射成形中羰基铁粉喂料/模具界面的磨损行为[D];兰州理工大学;2013年
5 张欣;316L不锈钢粉末注射成形工艺研究[D];沈阳理工大学;2012年
6 李大鹏;基于颗粒模型的粉末注射成形充模流动过程研究[D];中南大学;2013年
7 王旭波;用注射成形法制备粘结钕铁硼磁体的研究[D];中南大学;2003年
8 陈华;SiC_p/Cu复合材料粉末注射成形工艺及性能研究[D];江苏科技大学;2011年
9 肖磊;粉末注射成形铜基摩擦材料的研究[D];江苏科技大学;2011年
10 向华;基于ANSYS的粉末注射成形充模流动过程模拟[D];中南大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 岳琴 杨燕群;粉末冶金的革命:金属粉末注射成形[N];科技日报;2005年
2 本报综合报道;院士创业 “知本”引爆财富[N];厂长经理日报;2001年
3 本报记者 陈张书;黄伯云:国家需要是创新的动力[N];湖南经济报;2006年
4 陈长年;应对世界汽车绿色革命的中国答卷[N];机电商报;2009年
5 北京和讯 张明星;量能不足 上下两难[N];中国有色金属报;2000年
6 中国汽车工程学会 陈长年;“十二五”汽车制造装备创新项目——[N];中国工业报;2009年
7 北京和讯 张明星;交投清淡 观望气浓[N];中国有色金属报;2001年
8 刘咏;勇攀新材料科技高峰[N];中国有色金属报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978