研究生: |
林俊吉 LIN, JUN-JI |
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論文名稱: |
金屬射出成型法中結合劑特性的研究 |
指導教授: |
許貫中
Hsu, Kung-Chung |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
化學系 Department of Chemistry |
畢業學年度: | 80 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 108 |
中文關鍵詞: | 動力學 、反應機構 、錯合物 |
論文種類: | 學術論文 |
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金屬粉末射出成型(Metal Injection Molding) ,乃結合塑膠射出成型及傳統粉末冶
金的製程技術,其基本原理乃是利用流動性高分子,臘類及添加劑等作為結合劑,將
其與粉末均勻拌合後的原料以射出機射出成生胚,經脫脂、燒結即得最終製品。
本研究在於探討次結合劑之功能及其在MIN 製程中所扮演之角色。實驗中戰用了翔基
鐵粉及不銹鋼粉為金屬粉末;PE樹脂為主結合劑;石臘,巴西臘及胺系滑劑為次結合
劑。將60vol%粉末與40vol%結合劑(PE/臘=1/1) 混練均勻,射出成型,脫脂及燒結而
製成成品。利用分析儀器,利如SEM ,流變儀及TGA 等檢視MIM 製程中每一階段產品
的特性而得到如下的結果。
就混練特性而言,但論對於鐵粉或不銹鋼粉,三種臘均有助於濕潤粉體表面。但由於
滑劑之極性較強,與PE的相容性最差,故混練之後,PE分子產生糾纏析出的現象;巴
西臘因極性較弱,情況較不顯著;而石臘與PE同樣為非極性的碳氫化合物,相容性最
佳,故無此現象。
就流動性而言,三種臘與PE及鐵粉混練後之原料,其流動行為均屬擬塑
性(pseudoplastic)流體,即黏度皆隨著剪率增高而降低。而由於滑劑具極性,與粉體
形成氫鍵而造成其混練物最不具擬塑性;而不具極性的石臘系則最具擬塑性。極性居
中的巴西臘與金屬粉之作用力較弱,而其流動行為則介於上述二者之間。
就脫模性質而言,因滑劑在PE/鐵粉系統中當做外部潤滑劑,故脫模之生胚表面完整
,反觀石臘之作用則屬內部潤滑劑,故其生胚有明顯毛邊產生;至於含巴西臘之生胚
,其表面狀況則居中間。又由於滑劑及巴西臘具極性,與金屬末作用力較強,故其生
胚表面硬度高於含石臘之生胚。
最後,結合劑的脫脂性質將影響MIM 成品品質。由於巴西臘及PE臘( 為本實驗於此階
段另外選用以比較、探討之臘) 所含的成份較複雜,故其生胚的熱重量變化較陡峭。
因此,脫脂後所得的棕胚及燒結後得到的成品,均以含巴西臘及PE臘者較為理想。另
外,由於鐵粉比不銹鋼的粒徑小,其所形成的胚體毛細現象較顯著,因而鐵粉系統的
棕胚及成品品質不如不銹鋼系統。