金属粉末注射成形钛合金工艺研究

杨晓霞，马新武，王广春

(山东大学 材料科学与工程学院，济南 250061)

钛合金具有比强度高、耐蚀性好等优点，在航天航空、国防等领域获得了广泛应用，同时，钛合金的弹性模量与人体骨骼接近，又具备很好的生物相容性，因此，在医疗行业具有良好的发展前景。但是，钛及其合金的机加工性能差，难以切削，且热加工成形和控性困难，难以实现复杂结构件的大批量生产，大大限制了其应用范围。

金属注射成形(Metal Injection Molding, MIM)是粉末冶金与塑料注射成形相结合而形成的近净成形工艺[1]，与其他材料加工方式相比可实现较高的材料利用率，并可实现中小形状复杂结构件的大批量生产，尤其是针对一些形状复杂且利用机械加工等工艺方法难以加工的高性能小型零件，因此，是一种适用于钛及钛合金复杂结构件成形的工艺[2-4]。粉末注射成形技术已经成功应用于钢、镍、钨等金属成形过程中，但由于钛容易与碳、氧、氢、氮等元素反应而造成杂质污染，并且杂质的存在会影响材料的致密化，降低钛及其合金的力学性能[5]，限制了钛及钛合金粉末注射成形的发展进程。

近年来国内外针对钛合金的研究主要集中在新型黏结剂的开发，注射原材料成本的降低，材料微观结构的改善，新型钛合金材料的开发等方面。Hayat等[6]开发了一种适用于氢化脱氢(HDH)钛粉粉末注射成形的黏结剂，在聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇和两种不同的润滑剂组成的新型黏结剂体系的帮助下，不规则的氢化脱氢钛粉临界粉末装载量提高到58%(体积分数)。……