Study of rheological and sintering behavior of iron-based feedstock used in low-pressure metal injection molding

Résumé

Ce projet de recherche étudie la possibilité de produire des pièces moulées par injection des poudres métalliques (PIM) à faible coût à partir de poudres irrégulières à base de fer produites par la compagnie Rio Tinto Poudres Métalliques. Principalement des poudres de fer atomisées à l'eau avec différentes conditions de post-traitement (broyage, tamisage et recuit), compositions chimiques et tailles de particules ont été premièrement testées pour définir leur possibilité de produire des mélanges fluides. L'approche de moulage par injection à basse pression des poudre (LPIM) a été utilisée pour formuler un mélange possédant un chargement solide maximale. La meilleure poudre en termes de fluidité (c'est-à-dire une poudre non recuite de -45 µm) a été sélectionnée pour étudier l'effet de chaque constituent polymérique sur les propriétés rhéologiques du mélange, évaluer l'interaction poudre/liant, obtenir la meilleure formulation de liant et identifier le chargement solide le plus élevé (58 vol. %) de cette poudre. De plus, pour concevoir le cycle de déliantage (c'est-à-dire le déliantage thermique par média mèche) et définir la température de préfrittage (c'est-à-dire 600°C), la même poudre avec une formulation de liant optimale (c'est-à-dire 1 vol. % d'acide stéarique comme agent tensioactif, 2 vol. % d'éthylène-acétate de vinyle en tant qu'agent épaississant, 2 vol. % de cire de carnauba en tant qu'agent de rétrécissement et de la cire de paraffine (balance) en tant que support principal) ont été utilisés pour préparer le mélange pour l'injection des échantillons. Enfin, pour évaluer l'effet de la taille des particules et du niveau d'impuretés sur la moulabilité, la déliantabilité et la frittabilité des poudres de fer irrégulières, trois poudres, dont -45 µm (325 mesh), -25 µm (500 mesh) et -10 µm (1200 mesh), ont été utilisés. Les résultats ont révélé que les mélanges préparés à partir de ces trois poudres pouvaient atteindre une fluidité appropriée. De plus, les valeurs de densité, les propriétés mécaniques et la composition finale des pièces PIM produites à partir des mélanges formulés de poudre de -10 µm confirment que cette poudre est une alternative raisonnable aux poudres de fer disponibles dans le commerce en PIM.

Date	12 févr. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vincent Demers (Directeur(-trice)) & Vladimir Brailovski (Codirecteur(-trice))