CN105618760A - 粉末注射成形高耐磨wc饰品的方法 - Google Patents

粉末注射成形高耐磨wc饰品的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉末注射成形高耐磨WC饰品的方法，包括如下步骤：将合金粉末与粘结剂混炼至，得到喂料，合金粉末由如下重量百分比的组分组成：氧化钨粉末15~25%，石墨粉75~85%，将喂料，注入饰品模具中成型得到饰品坯件，依次清洗和干燥,在保护气氛下,程序升温至890-910℃进行预烧结，获得预烧结坯，在保护气氛下,1330℃-1360℃保温6-10小时后随炉冷却,得到WC饰品。本发明制备的饰品致密度高，硬度大，耐磨损及刻画，尺寸精度及表面质量好，饰品的使用寿命长，且质量不随使用时间的延长发生变化；可制备一般粉末冶金法难成形的形状特征复杂的饰品，满足外观结构的多样化设计，成本较低，适合批量生产，产品的一致性好。

Description

粉末注射成形高耐磨WC饰品的方法
技术领域
本发明涉及金属材料生产技术领域,具体涉及一种高耐磨WC硬质材料饰品的生产工艺。
背景技术
为提高金属饰件的耐损伤性,一般在基体上制备耐磨层，使其具有漂亮的外观及使用过程中有较好的耐磨性，但这种方法存在的问题是表面的涂层厚度有限，在使用一定的时间后，涂层逐渐变薄露底，外观质量及耐磨性均变差，使用耐磨性好的基体材料是制造高端饰品基本要求，在高硬度高耐磨性的材料中，WC的硬度仅次于金刚石，而且在打磨后有漂亮的表面质量，是制造高端饰品的理想材料选择，但是由于WC的硬度非常高，不能用常用的切削加工法制造；同样，由于WC材料的熔点很高，其零件也不宜用液态浇注法制造。目前常用的WC材料制品大多数是利用粉末冶金的方法制备的，存在的局限性是不能制备形状特别复杂的饰件，粉末注射成形法是最近新发展起来的一种工艺，利用塑料注射成形的原理，注射金属粉末后烧结形成制品，其工艺可制备形状复杂的物品，且内部组织致密，尺寸精度高，表面质量好。本发明利用粉末注射成形工艺，制备高硬度、高耐磨的WC饰品，以满足高端市场的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末注射成形高耐磨WC饰品的方法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明的方法，包括如下步骤：
（1）浆料的制备：
将合金粉末与粘结剂混合，在140-170℃下,混炼至少30分钟,优选30－120分钟，得到浆料；
优选的，所述的混炼是在混炼机设备中进行,混炼机转速为80-200转/分钟；所述合金粉末由如下重量百分比的组分组成：
氧化钨粉末15~25%
石墨粉75~85%
优选的为：
氧化钨粉末20%
石墨粉80%
合金粉末与粘结剂的质量比80-85:20-15；
所述的合金粉末为注射成形合金粉,粉末颗粒为球形，所述合金粉的粒度为0.2－3μm；
所述粘结剂包括如下重量百分比的组分:
硬脂酸10~15%
茶油20~30%
聚乙烯20~35%
石蜡30~45%
各组分百分比之和为100%。
所述粘结剂的制备方法如下：
将粘结剂的各个组分混合，在混料机中，于60-120℃下混合2-5小时,混料机转速为100-300转/分钟，即可获得所述的粘结剂；
（2）注射成形：
将所述的浆料，注入饰品模具中定型，出模，得到饰品坯件；注射成形工艺参数为：注射温度160-180℃，注射压力100-130MPa,模温50-65℃；粉末装载量为60-70%；
（3）预烧结：
将所述的饰品坯件，依次清洗和干燥,在保护气氛下,程序升温至880-910℃进行预烧结，获得预烧结坯，所述的程序升温包括如下步骤：
所述的清洗，采用有机溶剂清洗，所述的有机溶剂如四氯甲烷等；
以0.5-5℃/min的加热速度升温至280-310℃,保温120-240分钟,再以0.5-5℃/min的加热速度升温至580-610℃,保温120-240分钟,然后,以5-15℃/min的加热速度升温至880-910℃进行预烧结,保温120-150分钟后,随炉冷却,得到预烧结坯；
（4）高温烧结：
将预烧结坯在保护气氛下,以10℃-20℃/min的升温速度升温至1300℃-1380℃保温6-10小时后随炉冷却,得到WC饰品。
本发明同现有技术相比，具有如下优点：
（1）制备的饰品致密度高，硬度大，耐磨损及刻画，尺寸精度及表面质量好，饰品的使用寿命长，且质量不随使用时间的延长发生变化；
（2）本方法可制备一般粉末冶金法难成形的形状特征复杂的饰品，满足外观结构的多样化设计；
（3）本方法相对成本较低，适合批量生产，产品的一致性好。
具体实施方式
实施例1
（1）原料准备：选用纯度大于99.9%的氧化钨粉末和纯度大于99%的石墨粉末，并按照1:4的质量比称取总重为60克的混合粉末，所述氧化钨粉末颗粒为球形，平均粒径为0.5μm，所述石墨的平均颗粒度为2μm；
（2）按合金粉末与粘结剂的质量比81:19在混炼机中混合,于110℃混炼3小时,得到浆料；混炼机转速为160转/分钟；
所述粘结剂由如下重量百分比的组分组成:
硬脂酸10%
茶油20%
聚乙烯35%
石蜡35%
（3）将第一步得到的浆料通过注射成形机注入饰品模具中定型，出模，注射成形工艺参数为：注射温度180℃,注射压力120MPa,模温60℃,粉末装载量的大小为70%；
（4）将上一步得到的坯件置于四氯甲烷中清洗去除坯件中的石蜡和植物油后干燥，然后置于真空脱脂炉中，在氮气保护气氛下,以1℃/min的加热速度升温至300℃,保温200分钟,再以2℃/min的加热速度升温至600℃,保温210分钟,然后,以10℃/min的加热速度升温至900℃进行预烧结,保温120分钟后,随炉冷却,得到预烧结坯；
（5）将预烧结坯在氮气保护气氛下,以15℃/min的升温速度升温至1350℃,保温6小时后随炉冷却,得到所需的WC饰品。
实施例2
（1）原料准备：选用纯度大于99.9%的氧化钨粉末和纯度大于99%的石墨粉末，并按照3:17的质量比称取总重为80克的混合粉末，所述氧化钨粉末颗粒为球形，粒径为1μm，所述石墨的平均颗粒度为2.5μm；
（2）按合金粉末与粘结剂的质量比83:17在混炼机中混合,于100℃混炼4小时，得到浆料；混炼机转速为150转/分钟。
所述粘结剂由如下重量百分比的组分组成:
硬脂酸12%
茶油25%
聚乙烯30%
石蜡33%
（3）将第一步得到的浆料通过注射成形机注入饰品模具中定型，出模，注射成形工艺参数为：注射温度175℃,注射压力125MPa,模温55℃,粉末装载量的大小为68%；
（4）将上一步得到的坯件置于四氯甲烷中清洗去除坯件中的石蜡和植物油后干燥，然后置于真空脱脂炉中，在氮气保护气氛下,以3℃/min的加热速度升温至290℃,保温190分钟,再以2℃/min的加热速度升温至605℃,保温200分钟,然后,以8℃/min的加热速度升温至890℃进行预烧结,保温140分钟后,随炉冷却,得到预烧结坯；
（5）将预烧结坯在氮气保护气氛下,以12℃/min的升温速度升温至1360℃,保温8小时后随炉冷却,得到所需的WC饰品。

Claims (9)

1.一种粉末注射成形高耐磨WC饰品的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)喂料的制备：
将合金粉末与粘结剂混炼至，得到喂料；
所述合金粉末由如下重量百分比的组分组成：
氧化钨粉末15～25％
石墨粉75～85％
(2)注射成形：
将所述的喂料，注入饰品模具中成型，出模，得到饰品坯件；
(3)预烧结：
将所述的饰品坯件，依次清洗和干燥,在保护气氛下,程序升温至890-910℃进行预烧结，获得预烧结坯；
(4)高温烧结：
将预烧结坯在保护气氛下,1330℃-1360℃保温6-10小时后随炉冷却,得到WC饰品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将合金粉末与粘结剂混合，140-170℃,混炼至少30分钟。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的混炼是在混炼机设备中进行,混炼机转速为60-200转/分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，合金粉末与粘结剂的质量比80-85:20-15。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的合金粉末为注射成形合金粉,粉末颗粒为球形，所述合金粉的粒度为0.2－3μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂包括如下重量百分比的组分:
各组分百分比之和为100％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，注射成形工艺参数为：注射温度160-180℃，注射压力100-130MPa,模温50-65℃；粉末装载量为60-70％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的程序升温包括如下步骤：
以0.2-2℃/min的加热速度升温至290-310℃,保温120-600分钟,再以
0.2-2℃/min的加热速度升温至590-610℃,保温120-240分钟,然后,以
5-20℃/min的加热速度升温至890-910℃进行预烧结,保温110-130分钟后,随炉冷却,得到预烧结坯。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，将预烧结坯在保护气氛下,以10℃-20℃/min的升温速度升温至1330℃-1360℃。
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