バインダー素材とは何ですか?
金属射出成形では、バインダーが重要な役割を果たします。バインダーは通常、主相といくつかの添加相 (分散剤、安定剤、可塑剤など) を含むさまざまなポリマーの混合物で構成されます。バインダーの主な機能は、射出中の粉末の流動性を高めて成形を容易にし、成形後に部品に一定の強度を与えることです。中間成分として、バインダーは金属粉末を成形するだけでなく、焼結が始まる前にその形状を維持します。バインダーと金属粉末を混合すると、金属射出成形に使用される原料が作成されます。バインダーは射出成形後、焼結が始まる前に除去されます。
そして焼結後の最終特性。バインダーの特性は、金属粒子の分布、射出成形プロセス、射出部品のサイズ、および焼結部品の最終特性に影響します。表 4.1 は、金属射出成形に最適なバインダー システムの特性をまとめたものです。結合剤と金属粒子の接触角は小さい必要があります。これは、接触角が小さいほど結合剤が粉末表面をよりよく濡らすことができるため、混合と射出成形が容易になるためです。バインダーと金属粒子は相互に不活性なままでなければなりません。つまり、結合剤は金属粒子と反応してはならず、金属粒子が結合剤の重合や分解を引き起こしてはなりません。結合剤と粉末の混合物、つまり原料は、欠陥のない部品を首尾よく成形するために、さまざまなレオロジー要件を満たさなければなりません。スムーズな射出成形を確保するには、原料の粘度が適切な範囲内である必要があります。原料の粘度が低すぎると、成形中に粉末とバインダーの間で相分離が発生します。一方、原料の粘度が高すぎると、混合および射出成形プロセスに影響を及ぼします。成形中の原料粘度が理想的な範囲内である必要があることに加えて、冷却中に射出プリフォームが一定の形状を維持するのに役立つ原料粘度が冷却時に大幅に増加することも必要です。
表4.1 金属射出成形用の理想的なバインダーシステムの特性
| アイテム | 理想的な特性 |
|---|---|
| 粉末との相互作用 | 接触角が小さく、粉体との密着性が良く、粉体との化学反応がありません。 |
| 流量特性 | 成形温度での粘度が低く、成形中の粘度変化が小さく、冷却時の粘度上昇が早く、流動性、充填性が高い |
| 脱結合特性 | 段階的な分解、バインダーの成分ごとに異なる分解温度、脱結合後の残留炭素含有量が低い、非毒性かつ非腐食性の分解生成物-- |
| 製造加工性 | 入手が容易、製造コストが低く、保存寿命が長く、安全で環境に優しく、繰り返し加熱による劣化がなく、強度と硬度が高く、熱膨張係数が低く、一般的な溶媒に溶解しやすく、潤滑性が高く、分子内に鎖分岐がなく、配向分布がありません。 |
結合剤は、射出成形品に欠陥を生じさせずに、脱脂中に迅速に除去する必要があります。{0}}強度を提供する結合剤が除去されるにつれて欠陥の可能性が高まるため、脱結合段階で素地に欠陥が形成される可能性が最も高くなります。-熱による脱脂の初期段階で開気孔が存在しないと、射出成形品に亀裂や膨れなどの欠陥が発生します。-射出成形品内部のポリマー分解生成物が逃げられないことによって発生する応力も、欠陥の原因となる可能性があります。{6}}これを避けるために、バインダーは通常、さまざまな温度で分解する多成分系として設計されています。-この場合、脱結合プロセスは 2 つの段階に分けることができます。第 1 段階では、結合剤システムの低融点成分が除去され、素地に開孔が形成されます。このプロセス中、バインダー システムの残りの成分が強度を提供し、射出成形品の形状を維持します。-。第 2 段階では、バインダー系の他の成分が徐々に除去されます。この 2 段階の脱バインダ方法により、射出成形品からバインダをより迅速に除去できます。-また、バインダーは炭素残留物を残さずに完全に分解可能である必要があり、熱脱脂中の分解生成物が機器を腐食させてはなりません。
金属射出成形で使用されるバインダーは、容易に入手でき、安価で、保存寿命が長い必要があります。ゲートとランナーの廃棄物は射出成形プロセス中に再利用できる必要があります。バインダーはリサイクル性が高く、再加熱中に劣化してはならない。熱応力によって引き起こされる欠陥を防ぐために、バインダーは高い熱伝導率と低い熱膨張係数を備えている必要があります。
単一のバインダーがすべての飼料特性を満たす可能性は低いです。射出成形で使用されるバインダー システムには通常、複数のコンポーネントが含まれており、それぞれが特定の機能を実行します。通常、バインダーシステムには主成分が含まれており、その他の成分は添加剤として機能し、所望の飼料特性を実現します。