Qu’est-ce qu’un matériau de liant ?
Dans le moulage par injection de métal, le liant joue un rôle crucial. Les liants sont généralement composés d'un mélange de divers polymères, comprenant une phase principale et plusieurs phases additives (telles que des dispersants, des stabilisants et des plastifiants). La fonction principale du liant est d'augmenter la coulabilité de la poudre lors de l'injection pour faciliter le moulage et apporter une certaine résistance à la pièce après moulage. En tant que composant intermédiaire, le liant non seulement façonne la poudre métallique, mais conserve également sa forme avant le début du frittage. Le mélange du liant avec la poudre métallique crée une matière première utilisée dans le moulage par injection de métal. Le liant est retiré après le moulage par injection et avant le début du frittage.
Et les propriétés finales après frittage. Les propriétés du liant affectent la répartition des particules métalliques, le processus de moulage par injection, la taille de la pièce injectée et les propriétés finales de la pièce frittée. Le tableau 4.1 résume les caractéristiques d'un système de liant idéal pour le moulage par injection de métal. Le liant et les particules métalliques doivent avoir un petit angle de contact, car un angle de contact plus petit permet au liant de mieux mouiller la surface de la poudre, facilitant ainsi le mélange et le moulage par injection. Le liant et les particules métalliques doivent rester mutuellement inertes ; c'est-à-dire que le liant ne doit pas réagir avec les particules métalliques, et les particules métalliques ne doivent pas provoquer la polymérisation ou la dégradation du liant. Le mélange de liant et de poudre, c'est-à-dire la matière première, doit répondre à diverses exigences rhéologiques pour réussir à mouler des pièces exemptes de défauts. La viscosité de la matière première doit se situer dans une plage raisonnable pour garantir un moulage par injection fluide. Une viscosité de matière première trop faible entraînera une séparation de phase entre la poudre et le liant pendant le moulage, tandis qu'une viscosité de matière première trop élevée affectera le processus de mélange et de moulage par injection. En plus d'exiger que la viscosité de la matière première se situe dans une plage idéale pendant le moulage, il est également nécessaire que la viscosité de la matière première augmente de manière significative lors du refroidissement, ce qui aide la préforme d'injection à conserver une certaine forme pendant le refroidissement.
Tableau 4.1 Caractéristiques des systèmes de liant idéal pour le moulage par injection de métal
| Article | Caractéristiques idéales |
|---|---|
| Interaction avec la poudre | Petit angle de contact, bonnes performances de liaison avec la poudre, pas de réaction chimique avec la poudre |
| Caractéristiques du débit | Faible viscosité à température de moulage, faible changement de viscosité pendant le moulage, augmentation rapide de la viscosité pendant le refroidissement, fluidité et remplissabilité élevées. |
| Propriété de déliantage | Décomposition par étapes, différentes températures de décomposition pour différents composants du liant, faible teneur en carbone résiduel après déliantage, produits de décomposition non-toxiques et non-corrosifs. |
| Processabilité de fabrication | Facile à obtenir, faible coût de production, longue durée de conservation, sûr et respectueux de l'environnement, aucune dégradation due au chauffage cyclique, haute résistance et dureté, faible coefficient de dilatation thermique, facile à dissoudre dans les solvants courants, pouvoir lubrifiant élevé, pas de ramification de chaîne dans les molécules, pas de distribution orientée |
Le liant doit être rapidement éliminé lors du déliantage sans provoquer de défauts dans la pièce moulée par injection. Les défauts sont plus susceptibles de se former dans le corps vert pendant l'étape de déliantage, car la probabilité de défauts augmente à mesure que le liant fournissant la résistance-est éliminé. L'absence de pores ouverts lors de la phase initiale du déliantage thermique entraîne des défauts tels que des fissures et des cloques dans la pièce moulée par injection-. Les contraintes générées par l'incapacité des produits de dégradation du polymère à l'intérieur de la pièce moulée par injection-à s'échapper peuvent également provoquer des défauts. Pour éviter cela, le liant est généralement conçu comme un système multi-composants qui se décompose à différentes températures. Dans ce cas, le processus de déliantage peut être divisé en deux étapes : dans la première étape, les composants à bas-point de fusion-du système de liant sont éliminés, créant ainsi des pores ouverts dans le corps vert. Au cours de ce processus, les composants restants du système de liant assurent la résistance et maintiennent la forme de la pièce moulée par injection-. Dans un deuxième temps, les autres composants du système de liant sont progressivement éliminés. Cette méthode de déliantage en deux étapes-permet de retirer plus rapidement le liant de la pièce moulée par injection-. Le liant doit également être complètement décomposable sans laisser de résidus de carbone, et les produits de décomposition lors du déliantage thermique ne doivent pas être corrosifs pour l'équipement.
Les liants utilisés dans le moulage par injection de métal doivent être facilement disponibles, peu coûteux et avoir une longue durée de conservation ; les déchets de portes et de canaux doivent être réutilisables pendant le processus de moulage par injection ; le liant doit avoir une bonne recyclabilité et ne doit pas se dégrader lors du réchauffage ; le liant doit avoir une conductivité thermique élevée et un faible coefficient de dilatation thermique pour éviter les défauts causés par les contraintes thermiques.
Il est peu probable qu’un seul liant satisfasse à toutes les caractéristiques alimentaires ; Les systèmes de liants utilisés dans le moulage par injection contiennent généralement plusieurs composants, chacun remplissant une fonction spécifique. Un système de liant contient généralement un composant principal, tandis que d’autres composants agissent comme additifs pour obtenir les caractéristiques alimentaires souhaitées.