Kaj je vezivni material?
Pri brizganju kovin igra vezivo odločilno vlogo. Veziva so običajno sestavljena iz mešanice različnih polimerov, vključno z glavno fazo in več dodatnimi fazami (kot so disperzijska sredstva, stabilizatorji in mehčala). Glavna funkcija veziva je povečati pretočnost prahu med brizganjem, da olajša oblikovanje in zagotovi določeno trdnost dela po oblikovanju. Kot vmesna komponenta vezivo ne le oblikuje kovinski prah, ampak tudi ohrani njegovo obliko pred začetkom sintranja. Mešanje veziva s kovinskim prahom ustvari surovino, ki se uporablja pri brizganju kovin. Vezivo odstranimo po brizganju in pred začetkom sintranja.
In končne lastnosti po sintranju. Lastnosti veziva vplivajo na porazdelitev kovinskih delcev, postopek brizganja, velikost brizgalnega dela in končne lastnosti sintranega dela. Tabela 4.1 povzema značilnosti idealnega vezivnega sistema za brizganje kovin. Vezivo in kovinski delci naj imajo majhen kontaktni kot, saj manjši kontaktni kot omogoča, da vezivo bolje namoči površino prahu, kar olajša mešanje in brizganje. Vezivo in kovinski delci naj ostanejo medsebojno inertni; to pomeni, da vezivo ne sme reagirati s kovinskimi delci in kovinski delci ne smejo povzročiti polimerizacije ali razgradnje veziva. Mešanica veziva in prahu, tj. surovine, mora izpolnjevati različne reološke zahteve za uspešno oblikovanje delov brez napak. Viskoznost surovine mora biti v razumnem območju, da se zagotovi gladko brizganje. Prenizka viskoznost surovine bo povzročila ločitev faz med praškom in vezivom med oblikovanjem, medtem ko bo previsoka viskoznost surovine vplivala na postopek mešanja in brizganja. Poleg zahteve, da je viskoznost surovine med oblikovanjem znotraj idealnega območja, se zahteva tudi, da se viskoznost surovine ob ohlajanju znatno poveča, kar pomaga predoblikovanemu vbrizgavanju ohraniti določeno obliko med ohlajanjem.
Tabela 4.1 Značilnosti idealnih vezivnih sistemov za brizganje kovin
| Postavka | Idealne lastnosti |
|---|---|
| Interakcija s praškom | Majhen kontaktni kot, dobro lepljenje s prahom, brez kemične reakcije s prahom |
| Značilnosti pretoka | Nizka viskoznost pri temperaturi oblikovanja, majhna sprememba viskoznosti med oblikovanjem, hitro povečanje viskoznosti med ohlajanjem, visoka fluidnost in polnilnost |
| Razvezovanje lastnine | Postopna razgradnja, različne temperature razgradnje za različne komponente veziva, nizka vsebnost ostanka ogljika po odstranitvi veziva, ne-strupeni in ne-jedki produkti razgradnje |
| Procesibilnost izdelave | Enostaven za pridobivanje, nizki proizvodni stroški, dolg rok trajanja, varen in okolju prijazen, brez degradacije zaradi cikličnega segrevanja, visoka trdnost in trdota, nizek koeficient toplotnega raztezanja, enostavno raztapljanje v običajnih topilih, visoka mazljivost, brez razvejanja verig v molekulah, brez usmerjene porazdelitve |
Vezivo je treba med odstranjevanjem veziva hitro odstraniti, ne da bi pri tem povzročili napake v brizganem-delu. Napake najverjetneje nastanejo v zelenem telesu med fazo odstranjevanja vezi, ker se verjetnost napak poveča, ko se odstrani-vezivo, ki zagotavlja moč. Pomanjkanje odprtih por v začetni fazi termičnega odstranjevanja vezi vodi do napak, kot so razpoke in mehurji v brizganem-delu. Napetost, ki nastane zaradi neuspeha produktov razgradnje polimera znotraj brizganega-dela, lahko povzroči tudi napake. Da bi se temu izognili, je vezivo na splošno zasnovano kot več-komponentni sistem, ki se razgradi pri različnih temperaturah. V tem primeru lahko postopek odstranjevanja veziva razdelimo na dve stopnji: V prvi fazi se odstranijo komponente vezivnega sistema z nizkim{10}}tališčem-, kar ustvari odprte pore v zelenem telesu. Med tem postopkom preostale komponente vezivnega sistema zagotavljajo trdnost in ohranjajo obliko brizganega-dela. V drugi fazi se postopoma odstranijo ostale komponente vezivnega sistema. Ta dvo{16}}stopenjska metoda odstranjevanja veziva omogoča hitrejšo odstranitev veziva z brizganega-dela. Vezivo mora biti tudi popolnoma razgradljivo brez ostankov ogljika, produkti razgradnje med termičnim odstranjevanjem veziva pa ne smejo biti jedki za opremo.
Veziva, ki se uporabljajo pri brizganju kovin, morajo biti takoj dostopna, poceni in imeti dolgo življenjsko dobo; odpadki vrat in vodil bi morali biti ponovno uporabni med postopkom brizganja; vezivo mora imeti dobro sposobnost recikliranja in se ne sme razgraditi med ponovnim segrevanjem; vezivo mora imeti visoko toplotno prevodnost in nizek koeficient toplotnega raztezanja, da se preprečijo napake, ki jih povzroči toplotna obremenitev.
Enotno vezivo verjetno ne bo izpolnjevalo vseh značilnosti krme; vezivni sistemi, ki se uporabljajo pri brizganju, običajno vsebujejo več komponent, od katerih vsaka opravlja določeno funkcijo. Vezivni sistem običajno vsebuje glavno komponento, druge komponente pa delujejo kot dodatki za doseganje želenih lastnosti krme.