CN102974827A

CN102974827A - 一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法

Info

Publication number: CN102974827A
Application number: CN2012104926787A
Authority: CN
Inventors: 申建中
Original assignee: ZHEJIANG YIHUO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Zhejiang fire Polytron Technologies Inc
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2032-11-27
Also published as: CN102974827B

Abstract

本发明公开了一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，所述旋梭外梭采用的合金材料为Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr，该旋梭外梭的制造方法包括如下步骤：（1）采用雾化法生产原料合金粉末；（2）在原料合金粉末中添加纳米精细粉末、含有表面活性剂及增塑剂的粘接剂进行混炼制粒；此原料合金纳米精细粉末是指已经合金化的由相关合金材料组成的合金粉末。（3）采用流动温压成型工艺进行旋梭外梭模压成型；（4）在烧结炉内脱脂烧结；（5）表面整形处理达到所需尺寸。本发明采用Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr为原料，消除了成分偏析及不必要的内在杂质，产品烧结收缩一致性好。

Description

一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法

技术领域

本发明涉及缝纫机配件，尤其涉及缝纫机中的旋梭外梭。

背景技术

旋梭是缝制设备设备中关键部件之一。外梭是旋梭主要配件，结构复杂。外梭的加工方法通常采用机械加工法生产。专利201110132497.9采用粉末冶金法加工。

机械加工法无法实现大规模、低成本生产，而且机械加工法金属材料利用率低，采用注射成型法生产由于原料粒度细小，价格高昂，产品成本高，而且注射成型加工工艺由于采用添加剂多，产品尺寸精度保障能力差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，工艺简单，生产效率高，金属材料利用率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述旋梭外梭采用的合金材料为Fe2NiMo、FeCrMo或者FeCr，该旋梭外梭的制造方法，包括如下步骤：

（1）采用雾化法生产原料合金粉末；

（2）在原料合金粉末中添加原料合金纳米精细粉末、含有表面活性剂及增塑剂的粘接剂进行混炼制粒；

（3）采用流动温压成型工艺进行旋梭外梭模压成型；

（4）在烧结炉内脱脂烧结；

（5）表面整形处理达到所需尺寸。

优选的，所述Fe2Ni Mo的原料合金粉末以重量计含有0.2～0.3%Mo粉、1.5～2.5%羰基镍粉、余量为羰基铁粉。

优选的，所述FeCrMo的原料合金粉末以重量计含有0.2～0.3%Mo粉、1.5～2.5%Cr粉、余量为羰基铁粉。

优选的，所述FeCr的原料合金粉末以重量计含有0.5～1.5%Cr粉、余量为羰基铁粉。

优选的，所述原料合金粉末的粒度为10纳米至200微米之间。

优选的，所述粘接剂采用聚乙二醇、聚醛及硬脂酸的混合物，或者采用聚乙烯蜡、石蜡、聚酰胺、硬脂酸的混合物，或者采用聚乙烯蜡、棕榈蜡、硬脂酸的混合物；所述粘接剂的添加量占原料合金粉末重量的1~5%。

优选的，所述旋梭外梭在温度60~180℃范围内进行流动温压成型，模具温度40~160℃。

优选的，烧结炉烧结的条件为在真空或还原性保护气氛下，800~1300℃进行脱脂烧结。

优选的，烧结采用连续式烧结炉，该连续式烧结炉包括一组合式炉体，所述炉体的炉头设有可升降炉门和进料口，炉尾设有可升降炉门和出料口，所述炉体从炉头到炉尾依次设置有脱脂段、烧结段、缓冷段、冷却段，所述脱脂段设有至少一根惰性气体管道，所述惰性气体管道的出气口分段设置在脱脂段炉膛内，同时脱脂段设有至少一根控碳气体管道，所述控碳气体管道的出气口分段设置在脱脂段炉膛内，所述惰性气体管道从脱脂段左端进入炉膛，所述控碳气体管道从脱脂段右端进入炉膛，所述惰性气体管道及控碳气体管道上设有流量调节阀。

优选的，所述脱脂段设有至少两个连通炉胆与炉体外空气的冷却通气孔，该冷却通气孔为可关闭及调节通气量的可调通气孔，所述脱脂段前端下方设置积蜡罐，所述积蜡罐上设有接蜡口、惰性气体入口及排空阀。

本发明采用Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr为原料，消除了成分偏析及不必要的内在杂质，产品烧结收缩一致性好；原料粉末粒度根据需要在纳米至80微米间进行配比调节，使原料成本大幅降低，产品密度、性能满足需要。

另外，本发明增设整形步骤，消除因微量变形而造成的产品报废，提高产品合格率，降低产品报废率。

因而本发明工艺简单，生产效率高，金属材料利用率高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为烧结所用的烧结炉结构示意图；

图2为脱脂段惰性气体管道结构示意图；

图3为脱脂段冷却通气孔结构示意图；

图4为脱脂段积蜡罐结构示意图；

图5为缓冷段结构示意图；

图6为冷却段结构示意图；

图7为冷却段进气管道结构示意图；

图8为冷却段进气管道中布气管结构示意图；

图9为温度报警装置结构示意图；

图10为温度报警装置控制原理示意图。

具体实施方式

下面具体说明本发明旋梭外梭制造方法的实施例。

例1、

1、采用聚乙二醇（PEG）、聚醛及硬脂酸作为粘接剂，添加量1~5%。添加纳米微细粉末作为活化烧结剂，粉末粒度范围2~180微米，经混炼、制粒后，作为流动温压成型原料。

2、在温度60~200℃范围内进行流动温压成型，模温40~120℃，成型模具为组合式可拆分模具，内腔具有最终产品外型。

3、将流动温压成型粉末胚件在真空或还原性保护气氛下，800~1300℃进行烧结，即获得本发明的异型件胚件。

4、进行必要检查，对微细变形处进行整形。

5、根据特定需要对整形件进行微量机加工，以适应不同群体差别化需求。

例2

1、采用聚乙烯蜡、石蜡、聚酰胺、硬脂酸作为粘接剂，添加量1~5%。添加纳米微细粉末作为活化烧结剂，粉末粒度范围2~180微米，经混炼、制粒后，作为流动温压成型原料。

2、在温度60~200℃范围内进行流动温压成型，模具温度40~100℃。采用组合式可拆分模具，内腔具有最终产品外型。

4、进行必要检查，对微细变形处进行整形。

根据特定需要对整形件进行微量机加工，以适应不同群体差别化需求。

例3、

1、用聚乙烯蜡、棕榈蜡、硬脂酸作为粘接剂，添加量1~5%。添加纳米微细粉末作为活化烧结剂，粉末粒度范围2~80微米，经混炼、制粒后，作为流动温压成型原料。

2、在温度60~180℃范围内进行流动温压成型，模具温度40~160℃。采用组合式可拆分模具，内腔具有最终产品外型。

4、进行必要检查，对微细变形处进行整形。

下面对旋梭外梭进行烧结所用的烧结炉做出具体说明。

如图1所示，为本发明采用的连续式烧结炉，其包括一组合式炉体，所述炉体的炉头设有可升降炉门和进料口6、炉尾设有可升降炉门和出料口60，所述炉体从炉头到炉尾依次设置有脱脂段1、烧结段2、缓冷段3、冷却段4。所述炉体结构为网带炉或者步进梁式连续炉；采用推舟结构烧结炉时，料舟尺寸与炉膛温度呈整数倍关系。

所述进料口6与出料口60之间采用外置循环机构。该外循环机构采用链轮、皮带或齿轮传动机构实现。

所述炉体在脱脂段与烧结段的连接段15上设有取样口150，所述取样口采用上开口或侧开口方式。该取样口采用机械拉杆或螺栓紧固方式打开或关闭取样口。

如图2至图4所示为脱脂段的具体结构，所述脱脂段设有至少一根惰性气体管道11，所述惰性气体管道的出气口分段设置在脱脂段炉膛13内，同时脱脂段设有至少一根控碳气体管道12，所述控碳气体管道的出气口分段设置在脱脂段炉膛13内。惰性气体管道11及控碳气体管道12可沿轴向设置一排或多排出气口。图2中惰性气体管道11设有三根，分别为第一惰性气体管道110、第二惰性气体管道111、第三惰性气体管道112，其伸入炉膛13内部的长度不同。控碳气体管道12也可以采用与惰性气体管道11相同的结构。控碳气体气流方向的调节可通过转动控碳气体管道12进行，控碳气体管道两端转动连接在调向活节上，具体可采用螺纹联接，控碳气体管道上设有手柄，转动手柄，则出气口方向随控碳气体管道12转动发生变化，当然，为了实现惰性气体管道11的出气口方向的调节，其也可以采用调向活节结构。

所述脱脂段设有至少两个连通炉胆与炉体外空气的冷却通气孔131，该冷却通气孔为可关闭及调节通气量的可调通气孔。该冷却通气孔131穿过保温层130与脱脂段炉胆连通。通气孔131采用自然通气方式。当需要调节区段温度时，可通过打开该区段上开口的开口大小来实现，可以用一个可转动的挡板来遮住开口，转动挡板即可调节开口大小。

所述控碳气体管道内的控碳气体采用脱碳性气氛，该脱碳性气氛为H₂或者H₂O或者氨分解气体或者CO₂或者O₂也或者是上述气体的组合。

所述脱脂段前端下方设置积蜡罐14，所述积蜡罐上设有接蜡口140、惰性气体入口141及排空阀142。

如图5所示为缓冷段的具体结构，所述缓冷段3设置风冷夹套结构，即将缓冷段设置为夹套管结构，外管套在内管上，外管与内管之间有一定的空间形成风冷夹套内腔30，所述风冷夹套内腔30由一鼓风机31向内吹风。

如图6至图8所示为冷却段具体结构，所述冷却段设置一可升降分隔门40将冷却段隔开，所述冷却段在可升降分隔门前侧及后侧分别设有进气管道41，所述分隔门前侧的进气管道用来输送还原性气体，所述分隔门后侧的进气管道用来输送惰性气体。

其中，所述进气管道41包括一横向伸入冷却段的布气管411，该布气管两端为活结413，布气管上设有若干个出气口412。活结与布气管采用螺纹联结，当需要调整气流方向时，通过转动布气管角度来实现。

如图9和图10所示，以脱脂段上的温度报警装置为例进行说明，脱脂段炉膛13外的保温层130上设有一主测温热电偶51及一跟踪测温热电偶50，所述主测温热电偶及及跟踪测温热电偶与控制柜5连接，控制柜上设有一跟踪超温报警器52。控制柜5内控制器根据主测温热电偶51及一跟踪测温热电偶50测得的数据判断是否超温，如果超温，则控制跟踪超温报警器52报警。

烧结段上的温度报警装置与上述脱脂段上的温度报警装置结构相同。

另外，所述脱脂段及烧结段的发热体采用碳化硅发热体，所述烧结炉在脱脂段、烧结段设置烧结尺寸图象采集系统。该系统具有光电耦合机构，具有光学系统、信号处理系统、烧结收缩曲线设定程序及推舟时间设定程序等组成。

缓冷段设置了保护气体进气管道32，作为通入烧结气体保护气体之用，缓冷段设置热电偶测温装置，用于监测缓冷段的温度，便于及时调整冷却速度，减少产品变形。

本发明的有益效果为：

6、在脱脂段分段增设惰性气体管道，管道可根据需要在不同温区进行流量及气流方向调节；

7、为避免气流影响温度场的均匀性，在脱脂段炉胆外侧设冷却通气孔，避免炉膛内部温度无法控制；

8、在脱脂段设置控碳气体管道，控碳气体根据需要可在不同区段进行调整，控碳气体进入炉膛内部后气流方向可调；

9、控碳气体采用脱碳性气氛，这些气氛包括H₂、H₂O、氨分解气体、CO₂、O₂以及它们的组合，以适应控碳需要。含O₂混合气体气体比例控制在非爆炸范围。

10、为确保尺寸均匀，采用网带炉、步进梁式连续炉；推舟结构烧结炉时，料舟尺寸与炉膛温度呈整数倍关系。

11、在缓冷段（烧结段与冷却段）进气设置控温手段，控制冷却速度，减少产品变形；

12、在冷却段设置分隔门，分隔门前段配置还原性气体管道，以保证产品冷却时的电位；

13、为确保分隔炉门开启时氧化性气体的混入，在分隔炉门后段设置惰性气体密封措施，以避免氧化性气氛进入分隔门前段而引起产品冷却时氧化。

14、为避免产品脱脂及烧结过程的温度场不均匀而造成产品变形，优选优质温度控制措施，温度的控制精度截面温差±5℃以内。这些措施包括优质炭化硅发热体、对称设置的温度传感检测跟踪措施；

15、为有效实现烧结过程尺寸可控，在脱脂段、烧结段设置烧结尺寸图象采集系统，自动跟踪产品烧结尺寸变化情况，以调整脱脂、烧结工艺制度；

16、为避免炉头积蜡，在炉头下设置积蜡罐体；积蜡罐体上设置惰性气体管道，以保证排蜡过程不需要停炉操作，无氧化性气体破坏系统平衡；

17、为实现过程生产连续性，采用外置循环机构，确保系统连续循环运行。

18、在脱脂段后续设置取样口，便于取样分析脱脂过程情况并做调整。

本发明适用于蜡基、塑性体系的连续脱脂烧结，烧结过程可实现碳可控，气氛可控、温度可控，产品尺寸可控，产品精度高，可与真空炉烧结产品媲美。

Claims

1.一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述旋梭外梭采用的合金材料为Fe2Ni Mo、FeCrMo或者FeCr，该旋梭外梭的制造方法，包括如下步骤：

（1）采用雾化法生产原料合金粉末；

（3）采用流动温压成型工艺进行旋梭外梭模压成型；

（4）在烧结炉内脱脂烧结；

（5）表面整形处理达到所需尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述Fe2Ni Mo的原料合金粉末以重量计含有0.2～0.3%Mo粉、1.5～2.5%羰基镍粉、余量为羰基铁粉。

3.根据权利要求1所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述FeCrMo的原料合金粉末以重量计含有0.2～0.3%Mo粉、1.5～2.5%Cr粉、余量为羰基铁粉。

4.根据权利要求1所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述FeCr的原料合金粉末以重量计含有0.5～1.5%Cr粉、余量为羰基铁粉。

5.根据权利要求2至4任意一项所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述原料合金粉末的粒度为10纳米至200微米之间。

6.根据权利要求5所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述粘接剂采用聚乙二醇、聚醛及硬脂酸的混合物，或者采用聚乙烯蜡、石蜡、聚酰胺、硬脂酸的混合物，或者采用聚乙烯蜡、棕榈蜡、硬脂酸的混合物；所述粘接剂的添加量占原料合金粉末重量的1~5%。

7.根据权利要求5所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述旋梭外梭在温度60~180℃范围内进行流动温压成型，模具温度40~160℃。

8.根据权利要求5所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：烧结炉烧结的条件为在真空或还原性保护气氛下，800~1300℃进行脱脂烧结。

9.根据权利要求1所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：烧结采用连续式烧结炉，该连续式烧结炉包括一组合式炉体，所述炉体的炉头设有可升降炉门和进料口，炉尾设有可升降炉门和出料口，所述炉体从炉头到炉尾依次设置有脱脂段、烧结段、缓冷段、冷却段，所述脱脂段设有至少一根惰性气体管道，所述惰性气体管道的出气口分段设置在脱脂段炉膛内，同时脱脂段设有至少一根控碳气体管道，所述控碳气体管道的出气口分段设置在脱脂段炉膛内，所述惰性气体管道从脱脂段左端进入炉膛，所述控碳气体管道从脱脂段右端进入炉膛，所述惰性气体管道及控碳气体管道上设有流量调节阀。

10.根据权利要求9所述的一种利用流动温压成型法制造旋梭外梭的方法，其特征在于：所述脱脂段设有至少两个连通炉胆与炉体外空气的冷却通气孔，该冷却通气孔为可关闭及调节通气量的可调通气孔，所述脱脂段前端下方设置积蜡罐，所述积蜡罐上设有接蜡口、惰性气体入口及排空阀。