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金属注射成形(MIM)技术综合了粉末冶金与塑料成形工艺的优势,特别适合形状复杂的中小型金属零部件的近净成形。Fe-Ni合金具有高硬度、高强度等特点,但较差的加工性能限制了其于精密零件的应用。本文采用MIM技术制备了Fe-8Ni合金,研究注射成型、脱脂及烧结等关键工艺参数对表观质量、微观结构和力学性能的影响,并在工艺优化的基础上,对比分析Fe-8Ni与Fe-2Ni合金的性能。主要结果如下:计算得到了喂料中合金粉末较优的装载量为60%,粉末与粘结剂在185℃下混炼30min可获得均匀的喂料。采用正交试验法研究了注射温度、压力和速度对注射坯表观质量的影响。升高三个参数有助于喂料的充型,但过高或过低的值易引起缺陷的产生。喂料在温度190℃、压力50MPa下以50mm/s的速度注射成型时,注射坯的成形性好、缺陷少。分析了HNO3催化气氛下脱脂温度、时间与注射坯脱脂率的关系,以及烧结温度对Fe-8Ni合金表观质量的影响。120℃下的脱脂率较110℃时高;延长时间则脱脂率升高,150min后其增大减缓并趋于稳定。注射坯经120℃脱脂300min的脱脂率达到91.8 wt%,表观质量较好。随着烧结温度的升高,合金的密度和收缩率先增大后减小,其中在1270℃下烧结180min可以获得密度高(7.68 g/cm3)且无缺陷的合金试样。较低的烧结温度或过高的温度及升温速率,使内部孔隙增多,表面易出现缺陷。探索了烧结温度对Fe-8Ni合金微观结构和力学性能的影响规律。当烧结温度由1210℃升高至1270℃时,合金中珠光体组织增多,力学性能升高,硬度与抗拉强度最高分别达到226.32HV和773.21MPa。升高温度至1290℃时,晶粒的异常长大及孔隙增多,使力学性能降低。Fe-8Ni合金在不同烧结温度下均呈现韧性断裂,高的烧结温度有助于韧性提高。由于Ni元素促进了铁基合金的烧结致密化,使Fe-8Ni的密度高于Fe-2Ni合金;低Ni含量下铁素体组织增多及固溶强化效应降低,是Fe-2Ni合金硬度和抗拉强度较低的原因,其值分别为222.30HV和680.89MPa,拉伸失效过程呈现准解理断裂,韧性降低。