بهينه‌سازي پارامترهاي موثر بر فرايند قالب‌گيري تزريقي پودر كامپوزيت فولاد زنگ‌نزن- كاربيد تيتانيم (SS-TiC) جهت كاربردهاي مهندسي پزشكي

Optimization of Powder Injection Molding Process Parameter for Production SS316/TiC Composite for Biomedical Application

در اين پژوهش مراحل ساخت كامپوزيت زمينه فلزي پايه فولاد زنگ ­نزن حاوي ذرات كاربيد تيتانيم به روش قالب­ گيري تزريقي پودر (PIM) مورد بررسي قرار گرفت. اثر عواملي مانند نرخ برش، اضافه نمودن كاربيد تيتانيم، دما و بار جامد بر روي رفتار رئولوژي خوراك­ هاي مورد استفاده در PIM مورد بحث و بررسي قرار گرفت. بر اساس نتايج به­ دست آمده بهترين خوراك و دماي مناسب براي فرايند تزريق تعيين شد. بر اساس معادلات مختلف حداكثر بار جامد بحراني مورد محاسبه قرار گرفت. بعد از اين مراحل فرايند تزريق در دو دماي 93 و oC115 و در دو فشار 5 و MPa 10 انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش دما از 60 به 70 درجه سانتي­گراد گرانروي خوراك ها تقريبا 20% كاهش پيدا مي­كند اما از دماي 70 به 80 درجه تقريبا ثابت مي ­ماند. ميزان گرانروي تمام خوراك­ ها كمتر از pa.s1000 بوده است. ميزان بار جامد بحراني محاسبه شده در اين تحقيق نيز 64% حجمي مي­ باشد.

The Current investigation was designed to study different steps of powder injection molding of Stainless Steel/TiC Composite. So a multi-component binder was selected and its melting, recrystallization and degradation temperatures were evaluated via DSC and TGA experiments. In order to study the rheological behavior of feedstock, a capillary rheometer was incorporated and the effects of shear rate, TiC content, temperature and solid loading on rheological behavior of feedstock were investigated and based on the results the best feedstock and processing temperature were selected. In the next step, some samples were injection molded at two temperatures (93 and 115 oC) and two pressures (5 and 10 MPa). Results showed that by increasing temperature from 60oC to 70oc the viscosity decreased 20% but will be stable in higher temperature. The viscosity of all sample was below 1000 Pa.s. the calculated solid loading was 64%. By adding TiC particles, the green density of samples decreased from 4.85 gr/cm3 to 4.7 gr/cm3.