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1、第14卷专辑3中国有色金属学报2004年10月Vol·14S3TheChineseJournalofNonferrousMetals0ct.2004文章编号:1004—0609(2004)S3—0045—05注射成形Kovar合金脱脂工艺的研究秦明礼1,曲选辉1’2,段柏华2,汤春峰2,罗铁钢t(1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;2.中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙410083)摘要:采用蜡基多‘聚物为粘结剂体系,研究了注射成形Kovar合金的脱脂工艺。以喂料的热分析结果为指导,制定出合理的热脱脂工艺,对于6mmX6mm×50mm的
2、注射坯,总共热脱脂时间约为18h。采用三氯乙烯为有机溶剂,研究了注射坯的溶剂脱脂工艺,在脱脂温度为40℃,溶剂脱脂6h后,粘结剂的脱除率可达54%。利用注射成形工艺可以制备出热膨胀系数为(4.5~6.0)×10“K1(25~450℃),气密性小于1.2×10一。Pa.ms.S“的封装盒体。关键词:注射成形;Kovar合金;脱脂工艺Studyondebindingprocessformetalinjectionmolding(MIM)ofKovaralloyQINMing—lil,QUXuan—huil’2,DUANBo—hua2,TANGChun—fen92,
3、LUOTie—gan91(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering.UniversityofScienceandTechnologyofBeijing,Beijing100083,China;2.StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Thedebindingprocessofmetalinjectionmodding(MIM)ofkovaralloywasstudiedwithaw
4、ax-basedpolymerasbinders.Asuitablethermaldebindingprocesswassetupbasedonthethermalanalysisofthefeedings,andthewholethermaldebindingprocessneededabout18hfor6mmrX6mm×50mmgreenbars.ThesolventdebindingprocesswasstudiedwithtrichIoroethylene(CH2C13)assolvent.Thelossrateofbinderswasabout54
5、%aftersolventdebindingat40℃for6h.Thepackageboxeswithaveragethermalexpansioncoefficientof(4.5—6.O)X10—6K一1(25—450℃),leakageratelowerthan1.2×10—9Pa·m3·s一1couldbeproducedbypowderinjectionmoldingprocess.Keywords:metalinjectionmolding(MIM);Kovaralloy;debindingprocessKovar合金由于有良好的电、磁和力学性能
6、,并在一定温度范围内具有与硬玻璃和陶瓷相匹配的热膨胀系数,被广泛用作大功率微波器件中的封装盒体[1·2。。传统的Kovar合金封装盒体的生产工艺为机加和冲压工艺,但由于冷加工变形量大,生产的盒体存在着在各方向上的热膨胀性能差异较大、产品性能一致性差的缺点,另外冲压工艺无法生产带多台阶和横孔的盒体,后续机加工周期长、费材大,生产成本很高。这些问题已严重地影响了大功率微波器件的发展和应用[3“]。粉末冶金工艺在材料制备中能够比较容易的实现材料成分、组织和性能的精确控制。粉末注射成形是世界上目前最热门的材料成形技术之_,特别适合薄壁、复杂形状零件的近终形生产。因此,
7、将粉末注射成形技术应用在Kovar合金封装盒体的材料制备和零件生产中,可望彻底解决目前面临的困难,并成为一条达到高性能、高效率和低成本的生产途径[5吨]。在注射成形工艺中,由于成形的需要,一般加入了40%~60%的石蜡、热塑性树脂等有机物作为粘结剂,这些粘结剂在烧结前必须脱除干净,即进行脱脂。脱脂是注射成形工艺中极为关键的一环,不适当的脱脂工艺会导致多种脱脂缺陷如开裂、起泡、变形等的发生,这不仅会降低整个生产工序中的成品率,还会进一步影响到坯体的完好烧结。粘结剂的脱除工艺与粘结剂的成分、喂料的装载量、粉末颗粒形貌、坯体形状以及尺寸等均有关系。本中国有色金属学报
8、2004年10月研究中以以一种蜡基多聚
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