粉末注射成型的表扣的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬粉末注射成型的表扣的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的三維形狀復(fù)雜的表扣一般采用304不銹鋼材料制成的，生產(chǎn)要通過一系列的設(shè)備投入，比如加工中心、沖床、銑床、精密打孔機、線切割等，需要投入大量的設(shè)備人工等，存在生產(chǎn)成本高產(chǎn)量低浪費資源的問題，尤其是由于表扣三維形狀復(fù)雜因此加工難度高，采用金屬粉末注射成型工藝可以很好的解決上述問題，但是采用金屬粉末注射成型工藝由于脫脂率的問題容易影響產(chǎn)品的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了提供一種脫脂率高，產(chǎn)品性能好，生產(chǎn)成本低的粉末注射成型的表扣的制備方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
[0005]粉末注射成型的表扣的制備方法，步驟依次包括以下步驟:
[0006](1)制粒，將金屬粉末與粘結(jié)劑通過密煉機進行共混，成為具有流變性的粒料；按粒料質(zhì)量比，金屬粉末是92.3%，粘結(jié)劑是7.7%;金屬粉末按質(zhì)量比由下述組分混合而成:C 0.075%、Si 0.98%^Mn 2%,Cr 19.2%、Ni 9.3% P 0.04%、S 0.03%、余量為 Fe ;粘結(jié)劑由下述組分混合而成:粘結(jié)劑由下述組分混合而成:棕櫚蠟、微晶蠟、乙酸乙烯酯、石蠟、硬脂酸、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯乙二醇、聚乙烯醇縮丁醛；
[0007](2)注射成型，將粒料注入具有表扣形狀的模具型腔中形成毛坯件；
[0008](3)脫脂，清除毛坯件中的部分粘結(jié)劑；脫脂溶劑是航空煤油；
[0009](4)燒結(jié)，去除粘結(jié)劑，得到表扣；燒結(jié)工藝曲線如下:室溫開始加熱至400°C，保溫，然后從400°C加熱至600°C，保溫，再從600°C加熱至1150°C，保溫，然后加熱至1370°C，保溫，然后隨爐冷至90°C -110°C開爐。
[0010]作為優(yōu)選，密煉溫度180度，密煉3個小時后自然冷卻獲取粒料的流動性，經(jīng)螺桿擠壓機擠出制粒。
[0011]作為優(yōu)選，使用脫脂爐脫脂，脫脂爐內(nèi)溶劑溫度是50°C — 60°C。
[0012]作為優(yōu)選，室溫開始加熱3°C /min至400°C，保溫時間1個小時，然后從400°C加熱3°C /min 至 600°C保溫 30min，再從 600°C加熱 5°C /min 至 1150°C保溫 20_30min，然后加熱至1370°C保溫2小時，然后隨爐冷至100°C開爐。
[0013]作為優(yōu)選，粘結(jié)劑由下述組分混合而成:棕櫚蠟8.5%、微晶蠟9%、乙酸乙烯酯
4.5%、硬脂酸3%、聚乙烯12%、聚丙烯5%、聚乙烯乙二醇7.5%、聚乙烯醇縮丁醛5.5%,余量是石錯。
[0014]采用了上述技術(shù)方案的粉末注射成型的表扣的制備方法，棕櫚蠟、石蠟和微晶蠟作為分散劑，分散劑可以改善粉末與聚合物間的相互作用，強化粉末在聚合物中分散，分散劑的目的是將粉末顆粒均勻地布置到介質(zhì)中去除，以改善粉末表面性能，破壞團聚體，在成型制備過程中除提高粉末在介質(zhì)中分散性能外，分散劑還能提高粉末的裝載量和成形生坯強度，且不會劣化混合物的流動性。乙酸乙烯酯和聚乙烯醇縮丁醛作為穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑使成型結(jié)構(gòu)長期均勻穩(wěn)定。聚丙烯、聚乙烯和聚乙烯乙二醇作為增塑劑，增塑劑增加成型塑性，改變成型流變行為。硬脂酸作為潤滑劑，潤滑劑減少各種摩擦作用。脫脂溶劑采用航空煤油，分散劑與潤滑劑的脫出率達到98%。航空煤油脫脂脫除了 98%的分散劑與潤滑劑，使各粉末之間有了一定的縫隙所以大大加快了燒結(jié)前期熱脫脂的速度，在400°C時保溫的過程中將分散劑與潤滑劑脫除干凈，在600°C保溫的過程中將穩(wěn)定劑與增塑劑脫除，在1150°C保溫的過程中完全脫除所殘留的粘結(jié)劑再升溫到1370°C保溫，使產(chǎn)品達到不銹鋼材料98%至100%密度以及其它性能。采用上述制備方法得到的粉末注射成型的表扣，其性能參數(shù)如下:密度7.8g/cm3;屈服強度197MPa ;拉伸強度510MPa ;延伸率:^ 37%;硬度:HV185。綜上所述，該粉末注射成型的表扣的制備方法的優(yōu)點是脫脂率高，產(chǎn)品性能好，生產(chǎn)成本低。
【具體實施方式】
[0015]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】做一個詳細(xì)的說明。
[0016]粉末注射成型的表扣的制備方法，步驟依次包括以下步驟:
[0017](1)制粒，將金屬粉末與粘結(jié)劑通過密煉機進行共混，密煉溫度180度，密煉3個小時后自然冷卻獲取粒料的流動性，經(jīng)螺桿擠壓機擠出制粒，成為具有流變性的粒料；按粒料質(zhì)量比，金屬粉末是92.3%，粘結(jié)劑是7.7% ;金屬粉末按質(zhì)量比由下述組分混合而成:C0.075%、Si 0.98%、Μη 2%, Cr 19.2%, Ni 9.3% P 0.04%、S 0.03%、余量為 Fe ;粘結(jié)劑由下述組分混合而成:棕櫚蠟8.5%、微晶蠟9%、乙酸乙烯酯4.5%、硬脂酸3%、聚乙烯12%,聚丙烯5%、聚乙烯乙二醇7.5%、聚乙烯醇縮丁醛5.5%、余量是石蠟；
[0018](2)注射成型，將粒料注入具有表扣形狀的模具型腔中形成毛坯件；注射成型可以用普通的塑膠機械進行生產(chǎn)，要求螺桿硬度大，炮筒溫度1段155°C，2段165°C，3段170°C，射嘴溫度175°C，模具溫度45°C — 65°C，螺桿速度50min，緩沖距10cm3/S，鎖模壓力900bar，保壓900bar，保壓時間3s，背壓Obar。盡可能避免注射溫度超過190°C，同時留意模具溫度不能高于68°C。開始時螺桿首選使用低剪切力，壓力比為1.6:1，最大壓力比為2:1，因為壓力過大會使毛坯脫模困難，披鋒嚴(yán)重和模具磨損等問題出現(xiàn)；
[0019](3)脫脂，清除毛坯件中的部分粘結(jié)劑；使用脫脂爐脫脂，脫脂溶劑是航空煤油，爐內(nèi)溶劑溫度50°C — 60°C，溶劑流速30ml/h，分散劑與潤滑劑的脫出率是98% ;
[0020](4)燒結(jié)，去除粘結(jié)劑，得到表扣；燒結(jié)工藝曲線是:室溫開始加熱3°C /min至400°C，保溫時間1個小時，然后從400°C加熱3°C /min至600°C保溫30min，再從600°C加熱5°C /min至1150°C保溫20_30min，然后加熱至1370°C保溫2小時，然后隨爐冷至100°C左右開爐。由于前期溶劑脫脂脫除了 98%的分散劑與潤滑劑使產(chǎn)品粉末與粉末之間有了一定的縫隙所以大大加快了燒結(jié)前期熱脫脂的速度，在400°C，保溫時間1個小時的過程中將分散劑與潤滑劑脫除干凈。在600°C保溫30分鐘的過程中將穩(wěn)定劑與增塑劑脫除，在1150°C保溫20分鐘過程中完全脫除產(chǎn)品中所殘留的黏結(jié)劑再升溫到1370度保溫2小時達到或接近不銹鋼材料的密度以及其它性能。
[0021]采用上述制備方法制得的粉末注射成型的表扣，其性能參數(shù)如下:燒結(jié)后收縮率:1.18左右；密度:7.9g/cm3;屈服強度:198MPa ;拉伸強度:512MPa ;延伸率:38% ;硬度:HV185。傳統(tǒng)的304不銹鋼材料的表扣性能參數(shù)如下:密度:彡7.93g/cm3;屈服強度:彡205MPa ;拉伸強度:多520MPa ;延伸率:彡40% ;硬度:HV ( 200。上述方法解決了傳統(tǒng)三維形狀復(fù)雜的表扣生產(chǎn)需要大量設(shè)備投入，解決了加工難度大，三維形狀復(fù)雜，精度低等一系列問題。優(yōu)點是加工工藝簡單，生產(chǎn)周期短，性能穩(wěn)定，通過模具一次成型，脫脂，燒結(jié)。采用了金屬粉末注射成型工藝，采用上述金屬粉末組分和粘結(jié)劑組分，配合上述工藝，即解決了由于粘結(jié)劑脫脂率容易影響產(chǎn)品的性能的問題，也保證了表扣的參數(shù)性能接近了傳統(tǒng)304不銹鋼材料的表扣。
【主權(quán)項】
1.粉末注射成型的表扣的制備方法，其特征在于步驟依次包括以下步驟: (1)制粒，將金屬粉末與粘結(jié)劑通過密煉機進行共混，成為具有流變性的粒料；按粒料質(zhì)量比，金屬粉末是92.3%，粘結(jié)劑是7.7% ;金屬粉末按質(zhì)量比由下述組分混合而成:C0.075%、Si 0.98%^Mn 2%,Cr 19.2%、Ni 9.3% P 0.04%、S 0.03%、余量為 Fe ;粘結(jié)劑由下述組分混合而成:粘結(jié)劑由下述組分混合而成:棕櫚蠟、微晶蠟、乙酸乙烯酯、石蠟、硬脂酸、聚乙稀、聚丙稀、聚乙烯乙二醇、聚乙烯醇縮丁醛； (2)注射成型，將粒料注入具有表扣形狀的模具型腔中形成毛坯件； (3)脫脂，清除毛坯件中的部分粘結(jié)劑；脫脂溶劑是航空煤油； (4)燒結(jié)，去除粘結(jié)劑，得到表扣；燒結(jié)工藝曲線如下:室溫開始加熱至400°C，保溫，然后從400°C加熱至600°C，保溫，再從600°C加熱至1150°C，保溫，然后加熱至1370°C，保溫，然后隨爐冷至90°C -110°C開爐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末注射成型的表扣的制備方法，其特征在于密煉溫度180度，密煉3個小時后自然冷卻獲取粒料的流動性，經(jīng)螺桿擠壓機擠出制粒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末注射成型的表扣的制備方法，其特征在于使用脫脂爐脫月旨，脫脂爐內(nèi)溶劑溫度是50°C — 60°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末注射成型的表扣的制備方法，其特征在于室溫開始加熱30C /min至400°C，保溫時間I個小時，然后從400°C加熱3°C /min至600°C保溫30min，再從600°C加熱5°C /min至1150°C保溫20-30min，然后加熱至1370°C保溫2小時，然后隨爐冷至100 °C開爐。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末注射成型的表扣的制備方法，其特征在于粘結(jié)劑由下述組分混合而成:棕櫚蠟8.5%、微晶蠟9%、乙酸乙烯酯4.5%、硬脂酸3%、聚乙烯12%、聚丙烯5%、聚乙烯乙二醇7.5%、聚乙烯醇縮丁醛5.5%、余量是石蠟。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬粉末注射成型的表扣的制備方法。粉末注射成型的表扣的制備方法，步驟依次包括以下步驟：制粒，將金屬粉末與粘結(jié)劑通過密煉機進行共混，成為具有流變性的粒料；注射成型，將粒料注入具有表扣形狀的模具型腔中形成毛坯件；脫脂，清除毛坯件中的部分粘結(jié)劑；脫脂溶劑是航空煤油；燒結(jié)，去除粘結(jié)劑，得到表扣。該粉末注射成型的表扣的制備方法的優(yōu)點是脫脂率高，產(chǎn)品性能好，生產(chǎn)成本低。
【IPC分類】B22F3/115, B22F5/00
【公開號】CN105252006
【申請?zhí)枴緾N201510829581
【發(fā)明人】楊東, 肖軍
【申請人】寧波渝鑫金屬粉末科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月25日