Pengacuan suntikan karbida tungsten tersimen dengan sistem bahan pengikat berasaskan stearin sawit

Proses pengacuan suntikan logam (Metal Injection Molding, MIM) semakin mendapat tempat di kalangan industri pembuatan kerana keupayaannya menghasilkan produk berbentuk kompleks secara pukal. Dalam MIM, bahan pengikat yang terdiri daripada beberapa komponen ditambah kepada serbuk logam bagi membentuk bahan suapan yang menepati ciri aliran pseudoplastik. Salah satu aspek penting dalam pemilihan bahan pengikat adalah kebolehannya untuk membasahi permukaan serbuk logam untuk melancarkan perjalanan bahan suapan ke dalam kaviti acuan, selain mudah disingkirkan sepenuhnya dalam masa yang singkat tanpa menjejaskan prestasi jasad perang. Kajian ini melihat tentang keboleh pemprosesan bahan pengikat berasaskan stearin sawit bersama logam keras karbida tungsten tersimen melalui proses MIM. Aspek paling utama adalah memastikan kesemua komponen bahan pengikat (stearin sawit dan polietilena) berupaya untuk membasahi dan mengikat bersama serbuk karbida tungsten tersimen seterusnya menghasilkan bahan suapan yang bersifat homogen. Serbuk karbida tungsten tersimen dengan komposisi WC-9Co disediakan melalui proses pengisaran basah bagi serbuk tungsten karbida (WC) dan kobalt (Co) selama 1 jam 30 minit. Melalui teknik penyerapan minyak, nilai muatan serbuk genting yang diperolehi bagi logam keras tersebut adalah sebanyak 65% isipadu. Kemudiannya bahan suapan pada beban serbuk 59, 61 dan 63% isipadu disediakan melalui proses pengadunan serbuk karbida tungsten tersimen bersama bahan pengikat stearin sawit dan polietilena menggunakan mesin pencampur berbilah sigma. Ciri reologi bahan suapan seterusnya diuji dengan teknik reometer rerambut pada parameter beban dan suhu yang berbeza. Berdasarkan ciri reologi yang diperolehi, didapati kesemua bahan suapan yang diuji menunjukkan sifat pseudoplastik dan sesuai untuk disuntik, dengan bahan suapan yang terbaik untuk disuntik adalah pada beban serbuk 59% isipadu, memandangkan ia memiliki ciri-ciri seperti indeks aliran, n yang tinggi, tenaga pengaktifan, E yang rendah serta parameter kebolehacuanan α yang tinggi, yang menandakan sifat kehomogenan dan kestabilan yang baik. Rekabentuk ujikaji Taguchi secara dinamik digunakan untuk mengoptimumkan parameter penyuntikan. Hasil yang dicapai adalah seperti berikut: kadar alir pada 20 ccm, beban serbuk pada 63% isipadu, suhu penyuntikan pada 140°C, dan tekanan pegang pada 1700 bar. Komponen bahan pengikat seterusnya disingkirkan melalui penyahikatan larutan menggunakan cecair n-heptana, disusuli penyahikatan terma dalam persekitaran gas argon. Jasad perang yang direndam pada suhu 70°C selama 4 jam, dan dipanaskan secara perlahan pada kadar 5°C/min selama 90 minit adalah bebas daripada sebarang kecacatan seperti retak mahupun pembengkokkan. Seterusnya proses pensinteran dilakukan di dalam relau vakum pada kadar pemanasan 10°C/min pada suhu 1450, 1500 dan 1550°C selama 60 dan 90 minit. Parameter pensinteran optimum yang diperolehi menghasilkan jasad sinter dengan ketumpatan 97.7% daripada ketumpatan teori, nilai kekerasan sebanyak 88.42 HRA dan kekuatan patah melintang sebanyak 854 MPa