[发明专利]不限于钛合金MIM中致密层的测量方法和工艺优化方法

说明书

本发明涉及一种不限于钛合金MIM中致密层的测量方法，属于粉末注射成形领域，包括以下步骤：S1、通过粉末注射成形工艺同时制备多块烧结坯；S2、进行孔隙率与性能参数进行测量，形成多组关联数据；将获得的多组关联数据绘制对应关系曲线，并获得孔隙率与性能参数的关系，根据关系和性能要求获得孔隙率峰值；S3、取一个烧结坯，获得剖切面的金相照片；S4、将所拍摄的金相照片从烧结坯的表层至芯部方向依次划分多个等距的子网格，分别计算每一个子网格中的孔隙率；S5、根据孔隙率峰值获得致密层厚度。本发明引入致密层及其厚度概念，并且将致密层厚度与性能参数进行关联，为后续粉末注射成形工艺的优化提供有利帮助。

技术领域

本发明涉及粉末注射工艺领域，特别涉及一种不限于钛合金MIM中致密层的测量方法和工艺优化方法。

背景技术

粉末注射成形产品因采用金属粉末固相烧结，烧结后材料中不可避免的会存在孔隙，并且因烧结过程中的热辐射和热传导是由材料表面到芯部的，会造成材料由表面至芯部的孔隙率逐渐升高的趋势。材料表层的致密度对于耐腐蚀性、耐磨性、拉伸性能、疲劳性能和抛光效果有着重要影响。目前对于粉末注射成形材料仅有密度和孔隙率两种方法，但均为针对材料整体致密度的评价方法，没有针对性，不能准确反映外观件(光泽度、粗糙度等)和磨损件的需求。因此，一种科学合理且准确的表层致密性定义和评价方法对于粉末注射成形产品尤其是钛合金产品具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种不限于钛合金MIM中致密层的测量方法，其引入致密层及致密层厚度概念，并且将致密层厚度与性能参数进行关联，为后续粉末注射成形工艺的优化提供有利帮助。

实现本发明目的的技术方案是：本发明包括以下步骤：

S1、通过粉末注射成形工艺同时制备多块烧结坯；

S2、取一个烧结坯，先对其表面孔隙率进行测量，然后对其需要与孔隙率关联的性能参数进行测量，形成一组关联数据；接着分多次沿该烧结坯的厚度方向去除拟定已测厚度层，对每次去除拟定已测厚度层后的烧结坯的表面孔隙率及性能参数进行测量，从而形成多组关联数据；将获得的多组关联数据绘制对应关系曲线，并获得孔隙率与性能参数的关系，根据关系和性能要求获得孔隙率峰值；

S3、另取一个烧结坯，并将其沿垂直于厚度方向剖切，取切面制备金相，并采用金相显微镜拍摄金相照片，金相照片至少需要覆盖烧结坯的1/2厚度；

S4、将所拍摄的金相照片从烧结坯的表层至芯部方向依次划分多个等距的子网格，子网格的厚度可取1-500μm，分别计算每一个子网格中的孔隙率；

S5、将该孔隙率峰值依次与金相照片中从表层至芯部的子网格中的孔隙率进行比对，首个大于孔隙率峰值的子网格的区域即为致密层与非致密层的分界线，表层至分界线处的厚度即为致密层厚度。

其中，烧结坯的制备工艺为：

A、喂料制备：将钛合金或其他粉末与粘结剂按照30：70至70：30的体积比在密炼机中均匀混合，制备得到喂料；

B、注射：在注射机上，通过螺杆作用将熔融状态的喂料在50-300MPa的压力下快速填充到模具型腔，制备得到生坯；

C、脱脂：在100-800℃下实现生坯中的粘结剂脱除；

D、烧结：在1000-1500℃下烧结实现材料的致密化，烧结气氛可以是真空、氮气、氩气或空气。

进一步，上述与孔隙率关联的性能参数为光泽度和/或粗糙度和/或耐腐蚀性和/或耐磨性；