CN101508020A - 用于金属粉末注射成型加工的金属粉末材料及其成型工艺 - Google Patents

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张义平
朱学超
姬祖春
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Abstract

本发明公开了一种金属粉末材料，以重量计，包括如下成分：镍粉：7.0％～9.0％，钼粉：0.5％～2.5％，钒粉：2.0％～4.0％，碳粉：0.6％～1.0％，铁粉：83.5％～89.9％。由本发明的金属粉末材料制得的金属零件在后续的热处理时淬透性好，适当的热处理后产品的在强度、硬度和耐磨性等方面具有优良的性能，具有现实的积极意义。

Description

用于金属粉末注射成型加工的金属粉末材料及其成型工艺
技术领域
本发明属于金属冶金铸造领域，具体涉及一种用于金属粉末注射成型加工的金属粉末材料及其成型工艺。
背景技术
金属粉末注射成型加工技术是传统的粉末冶金技术和塑料注塑成型技术相结合的一种高新成型技术，它突破了传统金属粉末模压成型工艺在产品形状上的限制，能大批量、高效率的生产形状复杂的零件，此外，该工艺制得的产品形态较好，并形成最终几何形状的能力，将机械加工降到最少程度，减少后续加工工序，因而得到了广泛应用。
现有的金属粉末注射成型加工工艺主要包括如下步骤：(1)选择和配置所需的金属粉末；(2)将上述金属粉末与适量的粘结剂混合；(3)将粉末与粘结剂的混合料制成均匀的颗粒喂料；(4)将喂料注射到封闭模腔内形成坯件；(5)脱除成型坯件中的粘结剂(脱脂)；(6)通过高温烧结使坯件致密化；(7)烧结后进一步致密化处理。
众所周知，用上述工艺制成的金属零件的强度、硬度和耐磨性等性能与原材料，即与金属粉末材料的组分和含量息息相关，为了得到性能优良的产品，人们对金属粉末材料进行了广泛的研究。
然而，目前用于金属粉末注射成型技术的金属粉末材料在国内还没有相应的标准，因此一般只是参照美国的MPIF标准，而该标准所涉及到的材料体系很少，限制了金属粉末注射成型技术的发展，也不利于制备高性能的产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于金属粉末注射成型加工的金属粉末材料及其成型工艺，以得到高性能的金属零件。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种用于金属粉末注射成型加工的金属粉末材料，以重量计，包括如下成分：
镍粉：7.0％～9.0％
钼粉：0.5％～2.5％
钒粉：2.0％～4.0％
碳粉：0.6％～1.0％
铁粉：83.5％～89.9％。
本发明同时请求保护上述金属粉末材料的成型工艺，包括如下步骤：
(1)按上述组分选择和配置金属粉末；
(2)将上述金属粉末与粘结剂混合；
(3)将金属粉末与粘结剂的混合料制成均匀的颗粒喂料；
(4)将喂料注射到封闭模腔内形成坯件；
(5)脱除成型坯件中的粘结剂；
(6)高温烧结；
(7)后处理。
上文中，所述成型工艺和现有工艺大致相同，不同之处在于步骤(1)的金属粉末的选择和配置；所述步骤(2)中的粘结剂的选择和用量是现有技术，本领域的技术人员可以按照现有技术进行选择，例如，粘结剂的组分可以是石蜡、聚乙烯和硬脂酸。
本发明同时请求保护以上述金属粉末材料为原料，按上述的成型工艺制备获得的金属零件。
由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1.本发明选择配置了一种新的金属粉末材料，由其制得的金属零件在后续的热处理时淬透性好，适当的热处理后产品的在强度、硬度和耐磨性等方面具有优良的性能，具有现实的积极意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种金属粉末材料，以重量计，包括如下成分：镍粉0.7kg、钼粉0.05kg、钒粉0.2kg、碳粉0.06kg、铁粉8.9kg。
然后将上述金属粉末材料进行注射成型，包括如下步骤：
(1)按上述比例选择和配置金属粉末；
(2)将上述金属粉末与粘结剂混合；
(3)将金属粉末与粘结剂的混合料制成均匀的颗粒喂料；
(4)将喂料注射到封闭模腔内形成坯件；
(5)脱除成型坯件中的粘结剂；
(6)在1250～1350度下高温烧结；
(7)后处理。
将按照上述工艺得到的金属零件进行测试，得到如下结果：金属零件的烧结密度大于7.5g·cm-3，经适当的热处理后(如渗碳淬火和回火)强度能达到：1020～1200Mpa，硬度能达到57～62HRC。尤其适合于制造高强度、高硬度要求产品。
实施例二
一种金属粉末材料，以重量计，包括如下成分：镍粉0.8kg、钼粉0.1kg、钒粉0.3kg、碳粉0.08kg、铁粉8.6kg。
然后将上述金属粉末材料进行注射成型，包括如下步骤：
(1)按上述比例选择和配置金属粉末；
(2)将上述金属粉末与粘结剂混合；
(3)将金属粉末与粘结剂的混合料制成均匀的颗粒喂料；
(4)将喂料注射到封闭模腔内形成坯件；
(5)脱除成型坯件中的粘结剂；
(6)高温烧结；
(7)后处理。
将按照上述工艺得到的金属零件进行测试，得到如下结果：金属零件的烧结密度大于7.5g·cm-3，经适当的热处理后(如渗碳淬火和回火)强度能达到：1020～1200Mpa，硬度能达到57～62HRC。尤其适合于制造高强度、高硬度要求产品。
实施例三
一种金属粉末材料，以重量计，包括如下成分：镍粉0.9kg、钼粉0.25kg、钒粉0.4kg、碳粉0.09kg、铁粉8.4kg。
然后将上述金属粉末材料进行注射成型，包括如下步骤：
(1)按上述比例选择和配置金属粉末；
(2)将上述金属粉末与粘结剂混合；
(3)将金属粉末与粘结剂的混合料制成均匀的颗粒喂料；
(4)将喂料注射到封闭模腔内形成坯件；
(5)脱除成型坯件中的粘结剂；
(6)高温烧结；
(7)后处理。
将按照上述工艺得到的金属零件进行测试，得到如下结果：金属零件的烧结密度大于7.5g·cm-3，经适当的热处理后(如渗碳淬火和回火)强度能达到：1020～1200Mpa，硬度能达到57～62HRC。尤其适合于制造高强度、高硬度要求产品。

Claims (3)

1.一种用于金属粉末注射成型加工的金属粉末材料，其特征在于，以重量计，包括如下成分：
镍粉：7.0％～9.0％
钼粉：0.5％～2.5％
钒粉：2.0％～4.0％
碳粉：0.6％～1.0％
铁粉：83.5％～89.9％。
2.根据权利要求1所述的金属粉末材料的成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按权利要求1选择和配置金属粉末；
(2)将上述金属粉末与粘结剂混合；
(3)将金属粉末与粘结剂的混合料制成均匀的颗粒喂料；
(4)将喂料注射到封闭模腔内形成坯件；
(5)脱除成型坯件中的粘结剂；
(6)高温烧结；
(7)后处理。
3.一种金属零件，其特征在于：以权利要求1所述的金属粉末材料为原料，按权利要求2所述的成型工艺制备获得。
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