金屬射出成形製程參數與黏結劑設計對蠟痕的影響

Abstract

金屬射出成形製程的第一個步驟是先將金屬粉末與黏結劑混合，但是若在混合製程或射出製程產生粉膠不均勻的現象，將會使生胚產生缺陷，並在溶劑脫脂、熱脫脂與燒結階段陸續出現問題，其中一個缺陷在生胚澆口表面形成一個較為顏色暗沉的區塊，稱之為蠟痕，主要原因是產生粉膠分離現象，使得此處的黏結劑較其他地方來得多，所以在溶劑脫脂後會下陷而且較為脆弱，此將影響試片的美觀以及性質，故本論文致力於解決此問題。 為了解決粉膠分離現象，本研究以生胚上的蠟痕作為觀察標準，一開始先探討射出參數的調整對蠟痕的影響，發現升高射出溫度、降低射速、降低保壓壓力與提高模子溫度都有助於減小蠟痕。對於鐵粉系統，更換不同的骨架黏結劑如PP(3554)和Fusabond都有助於使蠟痕變小，其中Fusabond系統也可使生胚強度升高並減少生胚在溶劑脫脂時的膨潤現象。熱重分析儀、接觸角與毛細力實驗均證明了更換此兩種骨架黏結劑可讓其與粉末間之匹配性更好，消弭粉膠分離現象。在添加偶合劑方面，加入EVA、1209AC或Exxelor於射料中，有助於生胚強度的提升，但無助於蠟痕問題之解決。在316L不銹鋼粉方面，當不銹鋼粉與PP(3554)和Fusabond這兩種骨架黏結劑混煉時會呈水狀，不利於射出成形，故必須降低黏結劑的含量，提高射料的黏度以便射出成形。