陶瓷螺杆的粉末注射成型模拟研究

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1、陶瓷螺杆的粉末注射成型模拟研究PowderInjectionMoldingSimulationAnalysisofCeramicScrew文／严志云严友兰摘要：本文采用cAE软件Moidflow对陶瓷螺杆组件的注射成型过程进行模拟分析，确定了最佳浇口方案，分析了不同流动速率对填充时间、填充压力、前沿温度分布以及最大剪切速率的影响，并确定了最佳的工艺参数。结果证明，采用cAE模拟软件对陶瓷螺杆的注射成型过程进行模拟分析，可以进行模具结构和工艺参数优化，不但提高了效率，还能减少制品缺陷，提高制品质量

2、。关键词：粉末注射成型Moldflow陶瓷螺杆浇口位置工艺参数Abstract：Inthispaper,theinjectionmoldingprocesswassimulatedbyMoldflowsoftware，andthebestgatewasdetermined-Also，theinfluenceofdiferent丑0wrateonfillingtime．fillingpressure，temperaturedistributionandthemaximumshearratewass

3、tudied．Intheend，thebestprocessingparametersweredetermined．TheresuitsshowedthattheuseofCAEsimulationsoftwareforpowderinjeetionmoldingcanhelpoptimizethemoldstructureandprocessingparameters．Keywords：PowderInjectionMoldingMoldflowCeramicScrewGateLocation

4、ProcessParameters具有卓越的耐腐蚀性能。但陶瓷价格昂生产的陶瓷螺杆，由于陶瓷材料的韧性陶瓷螺杆及粉末注射成型贵，所以只当这种材料的性能优势，即较差，此种陶瓷螺杆为数个螺杆模块组长期使用寿命，能够得到充分发挥时，成，由金属芯轴相连，金属陶瓷连接处陶瓷设它材中和料是金在不属人可材类缺料生少活的和～现种代材化料建。才适宜于使用这种材料。与任何类型的采用钎焊、扩展焊等连接技术使其结合、有机高分子材料一样，使用陶瓷材料时，要根据其紧密。材料并列为当代三大固体材料。陶瓷具材料特性合理设计使用

5、环境。例如陶瓷国外已经对陶瓷螺杆应用于橡塑有耐磨、耐高温、高硬度和抗腐蚀等许材料可能受到的拉应力应尽量的小，并加工进行了研究并成功进行了商业化应多优良性能，在高温、机械、电子、宇将拉应力转化为压力，或将复杂的造型用，如德国H．C．StarckCeramics公司生航、医学工程等方面有着广泛的应用。分解成数个简单的模块等。产的应用于挤出加工的陶瓷螺杆，如目前，螺杆泵和螺杆钻具已经大量陶瓷螺杆的种类有三种，一种是图1所示，其材料为A1203、Si3N4、SiC、的应用陶瓷螺杆来提高其耐磨和抗腐蚀采用

6、热喷涂、等离子喷涂等热处理方法ZrO，国内对陶瓷螺杆的研究及应用还性，而应用于挤出机和注射机的陶瓷螺在金属表面施以陶瓷涂层的陶瓷螺杆，鲜有报道。杆还较少见。挤出机和注射机中的传统其涂层必须致密完整，与金属基体结合粉末注射成型技术(PIM)的出现螺杆普遍采用可加工的硬质钢材(如工力强，其热胀系数与金属基体相匹配，使得生产非常复杂的低成本陶瓷零件成具钢和38CrMoAIA等钢材)及螺杆表面因而涂层性能受到现有技术、工艺条件为可能，其突出的优点包括：(1)成硬化技术，以提高耐磨性能，但用于高及成本的限

7、制；一种是采用金属基陶瓷型过程机械化和自动化程度高；(2)可填充混合物及增强物料加工时，螺杆往颗粒增强复合材料或者连续陶瓷基复合近净成型各种复杂形状的陶瓷零部件，往很快就会达到其使用极限，并显示严材料生产的陶瓷螺杆，但制备工艺较复使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或重磨损的痕迹。工业陶瓷是唯一能够满杂，成本也较高，由于材料硬度非常少加工，从而可减少昂贵的陶瓷加工成足高耐磨性、抗热性和抗温度波动的材高，螺杆加工也较困难；一种是采用凝本；(3)成型出的陶瓷产品具有极高的料。此外，工业陶瓷对酸性或碱性介

8、质胶注模成型工艺或者粉末注射成型工艺尺寸精度使其表面极其光洁，其粗糙度http：／pingfangotoreadcorn201O年4月刊PLASTICSMANUFACTURE塑料制造89已高达5m。因此陶瓷注射成型工艺非常适合生产陶瓷螺杆，其生产工艺由制备粉末和喂料、注射成型、脱脂和烧结四个步骤构成。在PIM工艺过程中，注射成型是最关键的阶段之一，因为PIM制品的缺陷基本上就是在这一步中弓I入的，如表面缺陷、内部缩孔、开裂等。因此，有必要研究注射成形工艺参数和函1H．cStarckCeramic