在开发温压技术时首要的任务就是选择或研制出适当的聚合物添加剂(包括粘结剂和润滑剂)。但由于聚合物的物理性能,特别是其在粘流态时的粘结性能和润滑性能,不仅与其单体种 类有关,而且还随其聚合度以及构型与构象的不同而变化,同时,聚合物在温压工艺中的作用还存在很多争论,因此,温压工艺中聚合物的确定存在相当的困难。一般说来,所选聚合物应具有以下特点:(1)较低的玻璃化温度(如150℃左右),否则会给制备工艺带来困难;(2)易溶于挥发性溶剂;(3)易于在合金粉末表面形成润滑膜或在压制过程中形成转移膜,即两者间的润湿性好;(4)裂解时应比较缓和、平稳,避免瞬间产生大量气体,导致在粉冶件中产生新的空洞;(5)能阻止或减缓合金粉末氧化,由于铁粉等合金粉末在温度超过90℃以后氧化速度明显加快,因此这一性能尤为重要。据文献[19]报导,添加有润滑剂的混合粉 在150℃保温2小时后,氧含量仅由0.470%增加到0.477%;(6)能为人体和环境所接受。 据有关文献[9-11,16,27]报道,这种添加剂大致可从下列有机物中选取或进行组 合和改性;聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚亚胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚醚、聚苯撑醚、聚矾、纤维素酯、热塑性酚醛树脂、聚乙二醇、阿克蜡、甘油等。 聚合物的加入方式主要有三种:(1)将聚合物粉末与合金粉末干混;(2)在聚合物融化温度以 上将两者进行混合;(3)将聚合物溶入易挥发的溶剂中后与合金粉末湿混。方法(1)需用粒度很小的聚合物粉末,但聚合物一般很难破碎,而粉末太粗时其作用难以完全发挥。后两种方法则是为了在合金粉末表层涂敷一层均匀的聚合物薄膜,这一方面可使聚合物分散均匀,更好地发挥聚合物的润滑作用,另一方面聚合物薄膜能阻止合金粉末在高温下氧化。但方法(2)工艺复杂,故通常采用方法(3)进行混料。 温压系统主要是指粉末预热输送系统和阴模加热装置。一般说来,快速而均匀的加热系统( 可减少粉末的氧化)、稳定且均匀的粉末温度、粉末的精确输送及送粉是这类温压系统的共 同要求。美国Hoeganaes公司与压机生产厂家Cincinnati公司和Gasbarre Products公司密切 合作,开发温压新技术,研制用于温压生产的设备。Gasbarre Products公司研制出了MW-6 型预热粉末输送系统,其结构原理如图3所示[2,29]。该系统的最大特点是采用微 波加热,因而加热速度快,可大大减缓混合粉末的氧化,并且适应性强。在该系统中,混合 粉末经输入料斗进入微波室加热,然后被送至输出料斗,经软管到送粉靴,最后到达阴模。整个系统采用程序闭路控制,通过改变微波功率与粉末输送速率可控制微波室及混合粉末的加热温度。输出料斗、软管及阴模等都要加热到规定的温度范围。阴模采用电阻式加热器加热,并将一热电偶嵌入阴模中以控制温度,全部模具应处于均一温度状态,以免由于温度不均而导致模具部件不匹配。同时还必须注意应将阴模传递给压机机架的热量减小到最低程度,以免损坏压机。 开展温压技术的研究,不仅有利于粉末冶金工业的发展,对粉末冶金成形理论的研究也具有 十分重要的意义。为此,作者提出以下的建议: (1)研制粘结剂和润滑剂,并开发出适用的预制粉末; (2)开展温压压制理论及温压过程计算机模拟方面的研究工作; (3)探讨温压件的烧结机制; (4)研究后续热处理对温压粉冶件的影响; (5)运用温压技术制备铁基复合材料。
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