Pulbere Injectarea Turnare Hexaferrites de bariu cu ajutorul unui Binder PEG / PMMA

Abstract

Pulbere de turnare prin injecţie (PIM) este o modalitate rentabilă pentru o producţie de mici, în formă de componente complexe pentru aplicaţii de înaltă performanţă. Hexaferrites bariu sunt materiale magnetice cu duritate mare şi rezistenţă ridicată la coroziune. Ele sunt utilizate pe scară largă în aplicaţii electrice şi electronice, cum ar fi difuzoare şi rotoare în mici motoare de curent continuu. În această lucrare, un sistem de liant ecologic, compus in principal din polietilen glicol (PEG) a fost dezvoltat pentru pregătirea de materie primă de ferită pentru PIM. Studiul preliminar a aratat ca materii prime ce conţin acest sistem liant ar putea fi pregătită. Componente îşi păstrează forma după scurgerea a PEG în apă. Rata de eliminare PEG depinde de temperatura apei. Specimenele după sinterizare pot fi realizate cu toate acestea, porozitatea este încă ridicat.

Cuvinte cheie: pulbere de turnare prin injecţie, hexaferrites bariu, PEG / PMMA liant

Introducere

Pulbere de turnare prin injecţie (PIM) este un proces rentabil pentru un fabricarea de componente complexe şi mici în formă de materiale metalice, ceramice sau compozite, în special pentru materialele care au punct de topire ridicat şi duritate mare sau fragilitatea [1]. Procesul este utilizat în scopul de a reduce pasii de fabricatie, precum şi costurile de materiale sau de echipamente pentru prelucrare. Procesul de PIM presupune pregătire materie primă de pulberi amestecare cu liant, de turnare prin injecţie, debinding şi sinterizare [2-4]. Acest proiect este planificat pentru a dezvolta procesul de PIM pentru materiale dure ferita, pentru electronica de echipamente sau motoare, folosind un sistem de liant ecologic (apă-solubil liant).

Experimental

Pregătirea de materiale ceramice magnetice a fost efectuat folosind o freza de mare energie cu bile. Submicronice mijlocii hexaferrites bariu particule a fost obţinută prin măcinarea carbonat de bariu şi pulberi de oxid de fier, cu un timp de frezat de 6 12 sau 18 ore într-un laminor planetar şi apoi calcinat la 7001100 ° C. Amestecul de pulberi a fost caracterizat prin SEM si XRD pentru morfologia şi analiză de fază, respectiv. Amestecul de pulberi şi amestecul de pulberi după calcinare vor fi folosite ca materii prime în pregătirea de injecţie pulbere turnare intermediari de sinteză. Materii prime PIM au fost preparate cu ajutorul unui liant compozit, care conţine o fracţiune major de polietilen glicol (PEG), care pot fi eliminate rapid prin leşiere apă, şi o fracţiune minoră de polimetilmetacrilat (PMMA), care menţine rigiditatea componentelor după scurgerea PEG. O cantitate mică de acid stearic (SA) este, de asemenea, inclusă în liantul de a acţiona ca un lubrifiant. Pentru prepararea de materie primă, amestec de pulberi a fost mixat de mână cu cantitatea necesară de compozitie liant. Compoziţia materiei prime este prezentată în tabelul 1. În plus, un studiu de îndepărtare PEG a fost realizată utilizând leşiere apă la temperatura de mai jos şi mai sus, punctul de topire al PEG. Specimenele au fost supuse de sinterizare la 1100 ° C

Tabelul 1 Materii prime compoziţii

Rezultate şi discuţii

Figura 1 prezinta modele XRD din amestecul de pulberi după calcinate la 1100 ° C timp de 4 ore.

ori de frezat nu a demonstrat nici un efect semnificativ asupra pulberi rezultate. De asemenea, sa constatat că dimensiunea particulelor de probe pentru albit de mai multe ori nu erau cu mult diferite. Particula a avut o formă tija-ca, cu o lăţime medie de 120-150 nm şi lungimea de 0.4 - 0.6 Lim. După tratate termic, BaFe ₁₂ O ₁₉ pulberile ar putea fi obţinută şi formele de particule a fost schimbat de la tija de la placa de hexagonale. Particulele devenit, de asemenea aglomerat şi poate fi văzut ca aproape sferică cu dimensiunea medie de 0.3-0.6 Lim. Ca lăţimea de particule de ac în formă a fost foarte mic, aceasta poate provoca o dificultate în curs de pregătire intermediari de sinteză. Fracţie volum mai mare de liant ar fi necesare pentru a produce materii prime adecvate pentru injectare. Cu toate acestea, exemplarele injectate ar avea putere mare verde din cauza particulelor de centralizare.

id  -l  m id «« t <im

[• »]

Fig. 1 model XRD de pulberi calcinate la 1100 ° C

Mâna de amestec a fost angajat în acest studiu, pentru a evita folosind o cantitate mare de praf dacă amestecare cu mixer mecanic. Materii prime s-au format într-o formă cilindrică cu diametrul de 12.8 mm, cu înălţimea de 6 mm. Testele de lixiviere de apă au fost efectuate pentru a investiga timpul necesar pentru eliminarea PEG la temperatura de mai jos şi mai sus temperatura sa. Componente păstrează formele lor în timpul şi după lixiviere la toate temperaturile şi orele. Cu toate acestea, el a fost observat, pentru componentele de preparate cu un liant fără acid stearic, că apa devine uşor roşu în timp ce afară de leşiere PEG. Acest lucru ar putea proveni din pudrei pulbere din eşantion. Pe de altă parte, de apă pentru componentele care conţin acid stearic încă clare. Acest lucru este posibil din cauza influenţei de acid stearic în compoziţia liant. Analiza ulterioara va fi efectuată pentru a studia rolul de acid stearic, în sistemul de liant. De asemenea, sa observat că leşiere este rapid la etapa iniţială, precum şi rata de eliminare a PEG este mai mare atunci când temperatura mai mare a fost folosit. Acest lucru este în acord cu lucrările publicate anterior

[5].

Micrographs SEM de exemplare sinterizate la 1200 ° C, sunt prezentate în figurile 2 ca intermediari de sinteză care conţin litera (a) non-calcinat amestec de pulberi şi (b) 700 ° C

calcinat pulbere amestec. Se credea iniţial că calcinare pulbere înainte de preparare materii prime ar putea creşte conţinutului de substanţe solide care pot fi adăugate în materia primă. Cu toate acestea, faptul că nu a fost cazul. Acest lucru ar putea rezulta din modificarea suprafeţei a fost avut loc şi liantul ar putea să nu fie în măsură să ude suprafeţelor pulbere. Analiza ulterioara privind modificarea suprafeţei de pulbere de ferita după calcinare ar trebui să fie examinate.

Fig. 2 SEM microscop de specimene de materii prime care conţin litera (a) non-calcinat amestec de pulberi şi (b) 700 ° C-calcinat amestec de pulberi, sinterizate la 1200 ° C

Din imaginile SEM, se poate observa că pulberi de ferită nu au fost complet sinterizate. Pori poate fi văzut în probele sinterizate, chiar dacă temperatura de sinterizare a fost ridicat pana la 1200 ° C. Acest lucru ar putea fi cauza a solidelor originale de încărcare în materii prime a fost mult prea redus (doar 35% vol.) în comparaţie cu alte materii prime care conţin în mod normal în jurul valorii de 50 - 60 vol%. Posibilă explicaţie ar putea veni din motivul că dimensiunea particulelor de pulberi utilizate în acest studiu a fost foarte mic. Mai mici, de dimensiunea particulelor, suprafaţa mai mare şi, în consecinţă, suma mai mare de liant ar fi necesare în vederea pregătirii materii prime adecvate pentru procesul de pulbere injectabilă turnare.

Concluzii

Fron prezentul studiu, sa constatat că sistemul de PEG-liant pe bază ar putea fi folosite pentru prepararea de PIM-materie primă de pulberi ferită. Specimenele cu acid stearic, în componenţa liantul îşi păstrează forma în timpul de percolare PEG. Rata de eliminare PEG depinde de temperatura şi este rapid la etapa iniţială. Specimenele ar putea fi sinterizat, dar porozitate este încă

mare.

Mulţumiri

Grant de cercetare este partial sustinuta de Metal Naţional şi materiale Centrul Tehnologie

[MT-B-52-MET-09-200-G] şi Chulalongkorn

Universitatea Proiectul Centenar Academic de Dezvoltare. Datorită Dr. Ampika şi domnul Atichart pentru ajutorul lor.

Referinte

1. N. Chuankrerkkul, PF Messer şi HA Davies, pulbere de turnare prin injecţie de carburi cimentate: pregătirea intermediari de sinteză şi de turnare prin injecţie, J. Met. Mater. şi Minerale, 17 (2007),

53-57.

2. BS Zlatkov, MV Nikolic, O. Aleksic, H. Danninger şi E. Halwax, Un studiu de magneto-cristalin aliniere în bariu sinterizate hexaferrite fabricate prin turnare prin injecţie praf, J. Magn Magn. Mater. 321 (2009), 330-335.

3. SH Lee şi WY Jeung, de turnare prin injecţie anizotropică de stronţiu pulbere ferita folosind un PP / PEG liant sistem, J. Magn Magn. Mater. 226 (2001), 1400-1402.

4. N. Murillo, J. Gonzalez, C. Guraya, M. Gutierrez şi FJ Seco, proprietăţile structurale şi magnetice ale sinterizate Sr-ferite fabricate prin turnare prin injecţie praf, J. Magn Magn. Mater. 203 (1999), 165-168.

5. N. Chuankrerkkul, PF Messer, şi HA Davies, Cerere de polietilenglicol şi polimetilmetacrilat ca un liant pentru pulbere de turnare prin injecţie de hardmetals, Chiang Mai J. Sci. 35 (2008), 188-195.