Šta je vezivni materijal?
U brizganju metala vezivo igra ključnu ulogu. Veziva se obično sastoje od mješavine različitih polimera, uključujući glavnu fazu i nekoliko aditiva (kao što su disperzanti, stabilizatori i plastifikatori). Glavna funkcija veziva je povećanje protočnosti praha tokom injektiranja kako bi se olakšalo kalupljenje i da se osigura određena čvrstoća dijela nakon oblikovanja. Kao međukomponenta, vezivo ne samo da oblikuje metalni prah, već i održava njegov oblik prije početka sinteriranja. Miješanjem veziva sa metalnim prahom stvara se sirovina koja se koristi u brizganju metala. Vezivo se uklanja nakon brizganja i prije početka sinteriranja.
I konačna svojstva nakon sinterovanja. Svojstva veziva utiču na raspodelu metalnih čestica, proces brizganja, veličinu injekcijskog dela i konačna svojstva sinterovanog dela. Tabela 4.1 sumira karakteristike idealnog sistema veziva za brizganje metala. Vezivo i metalne čestice treba da imaju mali kontaktni ugao, jer manji kontaktni ugao omogućava vezivu da bolje navlaži površinu praha, čime se olakšava mešanje i brizganje. Vezivo i metalne čestice trebaju ostati međusobno inertne; to jest, vezivo ne bi trebalo da reaguje sa metalnim česticama, a metalne čestice ne bi trebalo da prouzrokuju polimerizaciju ili degradaciju veziva. Mješavina veziva i praha, odnosno sirovina, treba da zadovolji različite reološke zahtjeve za uspješno oblikovanje dijelova bez defekata. Viskoznost sirovine treba da bude u razumnom opsegu kako bi se obezbedilo glatko brizganje. Prenizak viskozitet sirovine će uzrokovati razdvajanje faza između praha i veziva tokom oblikovanja, dok će previsoki viskozitet sirovine uticati na proces miješanja i brizganja. Osim što se zahtijeva da viskozitet sirovine bude u idealnom rasponu tokom oblikovanja, također je potrebno da se viskozitet sirovine značajno poveća nakon hlađenja, što pomaže da predforma za ubrizgavanje zadrži određeni oblik tokom hlađenja.
Tabela 4.1 Karakteristike idealnih sistema veziva za brizganje metala
| Stavka | Idealne karakteristike |
|---|---|
| Interakcija sa prahom | Mali kontaktni ugao, dobre performanse vezivanja sa prahom, bez hemijske reakcije sa prahom |
| Karakteristike protoka | Nizak viskozitet na temperaturi oblikovanja, mala promjena viskoziteta tokom oblikovanja, brzo povećanje viskoziteta tokom hlađenja, visoka fluidnost i punivost |
| Debinding Property | Postepena razgradnja, različite temperature razgradnje za različite komponente veziva, nizak sadržaj zaostalog ugljika nakon odvajanja, ne-toksični i ne-korozivni proizvodi raspadanja |
| Procesibilnost proizvodnje | Jednostavan za nabavku, niska cijena proizvodnje, dug vijek trajanja, siguran i ekološki prihvatljiv, bez degradacije uslijed cikličkog zagrijavanja, visoka čvrstoća i tvrdoća, nizak koeficijent toplinske ekspanzije, lako se rastvara u uobičajenim otapalima, visoka mazivost, bez grananja lanca u molekulima, bez orijentirane distribucije |
Vezivo bi trebalo brzo da se ukloni tokom odvezivanja bez izazivanja defekata na brizganom{0}}delu. Najvjerovatnije je da će se defekti formirati u zelenom tijelu tokom faze odvezivanja jer se vjerovatnoća defekta povećava kako se uklanja vezivo koje-osigurava čvrstoću. Nedostatak otvorenih pora u početnoj fazi termičkog odvezivanja dovodi do defekata kao što su pukotine i stvaranje mjehura na brizganom{4}} dijelu. Naprezanje uzrokovano neuspjehom produkta razgradnje polimera unutar brizganog-dijela da pobjegne također može uzrokovati defekte. Da bi se ovo izbjeglo, vezivo je općenito dizajnirano kao višekomponentni-sistem koji se razgrađuje na različitim temperaturama. U ovom slučaju, proces odvezivanja se može podijeliti u dvije faze: U prvoj fazi se uklanjaju komponente niske{10}}tačke-tačke vezivnog sistema, stvarajući otvorene pore u zelenom tijelu. Tokom ovog procesa, preostale komponente sistema veziva daju snagu i održavaju oblik brizganog-dijela. U drugoj fazi postepeno se uklanjaju ostale komponente vezivnog sistema. Ova-metoda odvezivanja u dva koraka omogućava brže uklanjanje veziva sa brizganog-dijela. Vezivo bi također trebalo biti potpuno razgradljivo bez ostavljanja ostatka ugljika, a produkti raspadanja tokom termičkog uklanjanja ne bi trebali biti korozivni za opremu.
Veziva koja se koriste u brizganju metala trebaju biti lako dostupna, jeftina i imati dug vijek trajanja; otpad od kapije i kliznika treba da se može ponovo koristiti tokom procesa brizganja; vezivo treba da ima dobru mogućnost recikliranja i da se ne degradira tokom ponovnog zagrevanja; vezivo treba da ima visoku toplotnu provodljivost i nizak koeficijent toplotnog širenja kako bi se sprečili defekti izazvani toplotnim stresom.
Malo je vjerovatno da će jedno vezivo zadovoljiti sve karakteristike hrane; Sistemi veziva koji se koriste u brizganju obično sadrže više komponenti, od kojih svaka obavlja određenu funkciju. Sistem veziva obično sadrži glavnu komponentu, dok druge komponente djeluju kao aditivi za postizanje željenih karakteristika hrane.