ماده بایندر چیست؟
در قالب گیری تزریقی فلز، بایندر نقش مهمی ایفا می کند. بایندرها معمولاً از مخلوطی از پلیمرهای مختلف، شامل فاز اصلی و چند فاز افزودنی (مانند پخش کننده ها، تثبیت کننده ها و نرم کننده ها) تشکیل شده اند. وظیفه اصلی بایندر افزایش جریان پذیری پودر در حین تزریق برای تسهیل قالب گیری و ایجاد استحکام خاصی به قطعه پس از قالب گیری است. به عنوان یک جزء میانی، بایندر نه تنها پودر فلز را شکل می دهد، بلکه شکل آن را قبل از شروع پخت نیز حفظ می کند. مخلوط کردن بایندر با پودر فلز یک ماده اولیه ایجاد می کند که در قالب گیری تزریقی فلز استفاده می شود. بایندر پس از قالب گیری تزریقی و قبل از شروع پخت حذف می شود.
و خواص نهایی بعد از تف جوشی. خواص بایندر بر توزیع ذرات فلز، فرآیند قالب گیری تزریقی، اندازه قسمت تزریق و خواص نهایی قطعه متخلخل تأثیر می گذارد. جدول 4.1 ویژگی های یک سیستم اتصال دهنده ایده آل برای قالب گیری تزریقی فلز را خلاصه می کند. بایندر و ذرات فلز باید زاویه تماس کوچکی داشته باشند، زیرا زاویه تماس کوچکتر به بایندر اجازه می دهد تا سطح پودر را بهتر خیس کند، بنابراین اختلاط و قالب گیری تزریقی را تسهیل می کند. بایندر و ذرات فلز باید متقابلا بی اثر بمانند. یعنی بایندر نباید با ذرات فلز واکنش نشان دهد و ذرات فلزی نباید باعث پلیمریزه شدن یا تجزیه بایندر شوند. مخلوط بایندر و پودر، به عنوان مثال، ماده اولیه، باید الزامات رئولوژیکی مختلف را برآورده کند تا قطعات بدون عیب و نقص را با موفقیت قالبگیری کند. ویسکوزیته ماده اولیه باید در محدوده معقولی باشد تا از قالب گیری تزریقی صاف اطمینان حاصل شود. ویسکوزیته بسیار کم ماده اولیه باعث جدا شدن فاز بین پودر و بایندر در طول قالب گیری می شود، در حالی که ویسکوزیته بیش از حد مواد اولیه بر فرآیند اختلاط و قالب گیری تزریقی تأثیر می گذارد. علاوه بر این که ویسکوزیته مواد اولیه در طول قالبگیری در محدوده ایدهآل قرار میگیرد، همچنین لازم است که ویسکوزیته ماده اولیه در هنگام سرد شدن به میزان قابل توجهی افزایش یابد، که به پیشفرم تزریق کمک میکند تا شکل خاصی را در طول خنکسازی حفظ کند.
جدول 4.1 ویژگی های سیستم های بایندر ایده آل برای قالب گیری تزریقی فلز
| مورد | ویژگی های ایده آل |
|---|---|
| تعامل با پودر | زاویه تماس کوچک، عملکرد پیوند خوب با پودر، بدون واکنش شیمیایی با پودر |
| ویژگی های جریان | ویسکوزیته کم در دمای قالبگیری، تغییر ویسکوزیته کوچک در طول قالبگیری، افزایش سریع ویسکوزیته در طول خنکسازی، سیالیت بالا و پر شدن پذیری |
| اموال تعهدی | تجزیه گام به گام، دماهای تجزیه متفاوت برای اجزای مختلف بایندر، محتوای کربن باقیمانده کم پس از جداسازی، محصولات تجزیه غیرسمی و غیر خورنده- |
| فرآیندپذیری تولید | به دست آوردن آسان، هزینه تولید پایین، ماندگاری طولانی، ایمن و سازگار با محیط زیست، عدم تخریب ناشی از گرمایش چرخه ای، استحکام و سختی بالا، ضریب انبساط حرارتی پایین، حل شدن آسان در حلال های رایج، روانکاری بالا، بدون انشعاب زنجیره ای در مولکول ها، عدم توزیع گرا |
بایندر باید به سرعت در حین جداسازی بدون ایجاد نقص در قسمت قالبگیری{0}}تزریق شده جدا شود. عیوب به احتمال زیاد در طول مرحله جداسازی در بدنه سبز ایجاد میشوند، زیرا با حذف استحکام-بایندر، احتمال نقص افزایش مییابد. فقدان منافذ باز در مرحله اولیه جداسازی حرارتی منجر به نقص هایی مانند ترک و تاول در قسمت تزریق شده{4}}می شود. استرس ناشی از عدم خروج محصولات تخریب پلیمر در داخل قسمت قالبگیری{6}}تزریق شده نیز میتواند باعث نقص شود. برای جلوگیری از این امر، کلاسور عموماً به عنوان یک سیستم چند جزئی طراحی میشود که در دماهای مختلف تجزیه میشود. در این مورد، فرآیند جداسازی را میتوان به دو مرحله تقسیم کرد: در مرحله اول، اجزای{10}}نقطه ذوب{11} پایین سیستم بایندر حذف میشوند و منافذ باز را در بدنه سبز ایجاد میکنند. در طی این فرآیند، اجزای باقیمانده از سیستم بایندر استحکام را ایجاد میکنند و شکل قسمت تزریقی{13}}را حفظ میکنند. در مرحله دوم، سایر اجزای سیستم بایندر به تدریج حذف می شوند. این روش جداسازی دو مرحلهای امکان حذف سریعتر چسب را از قسمت قالبگیری شده{17}}تزریق میدهد. همچنین بایندر باید کاملاً قابل تجزیه بدون باقی ماندن باقیمانده کربن باشد و محصولات تجزیه در حین جداسازی حرارتی نباید برای تجهیزات خورنده باشند.
بایندرهای مورد استفاده در قالب گیری تزریقی فلز باید به راحتی در دسترس، ارزان و دارای ماندگاری طولانی باشند. ضایعات گیت و رانر باید در طول فرآیند قالب گیری تزریقی قابل استفاده مجدد باشند. چسب باید قابلیت بازیافت خوبی داشته باشد و در حین گرم کردن مجدد خراب نشود. بایندر باید هدایت حرارتی بالا و ضریب انبساط حرارتی پایینی داشته باشد تا از عیوب ناشی از تنش حرارتی جلوگیری شود.
بعید است که یک بایندر تمام مشخصات خوراک را برآورده کند. سیستمهای بایندر مورد استفاده در قالبگیری تزریقی معمولاً شامل اجزای متعددی هستند که هر یک عملکرد خاصی را انجام میدهند. یک سیستم بایندر معمولاً شامل یک جزء اصلی است و سایر اجزا به عنوان افزودنی برای دستیابی به ویژگی های خوراک مورد نظر عمل می کنند.