CN106399851A

CN106399851A - 一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料及其应用

Info

Publication number: CN106399851A
Application number: CN201510495662.5A
Authority: CN
Inventors: 黎正科; 梁良华; 张怀龙; 童盈智; 姜志瑜
Original assignee: ZHEJIANG YIHUO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YIHUO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-15

Abstract

本发明涉及粉末冶金，具体涉及一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分：C:0.12%～0.18%，Mn:0.4%～0.7%,Si:0.17%～0.37%，Mo:0.4%～0.55%,Cr：0.8%～1.1%，余量为铁。本发明通过改进现有旋梭生产配方及热处理方法，通过粉末冶金注射成型法生产具有高碳合金钢，该方法可获得耐磨表面，材料表面硬度可达HRc60～68，且内部碳化物组织均匀，提高了产品耐磨性能，同时产品良品率高。

Description

一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料及其应用

技术领域

本发明涉及粉末冶金，具体涉及一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料及其应用。

背景技术

旋梭是缝纫机的重要组成部份，目前的缝纫设备中，以锁式线迹缝合的缝纫机最为普遍，这些缝纫机大多数是采用旋梭，以其梭尖勾住线环，同时扩大线环，并引导线环环绕过梭心而构成锁式线迹的。内梭和外梭是旋梭的重要零部件，旋梭零部件体积较小，并且结构复杂，所以对制作精细化程度要求比较高。现有旋梭内梭、外梭一般采用铸造、锻造、冷挤压及车、铣机械加工方法制作，制作加工工序烦琐，工艺复杂（高达300多道工序），无法大规模生产，金属材料利用率低下，且产品性能一般，产品使用寿命低。目前，也有人采用金属注射成形法生产的旋梭零件，其主要是使用Fe2Ni材料，但采用Fe2Ni生产的金属注射成形产品，其热处理方式是淬火热处理，热处理后产品脆性大，容易在使用时断裂；机械加工生产的旋梭零件主要是使用20Cr材料，使用20Cr材料的机加工旋梭，其生产效率低下，一致性差，无法大规模、低成本生产，并且材料成分单一，无法添加Mo等元素提高材料的耐磨性。所以耐磨性差。公开号为CN104561800AR的中国专利申请公开了一种耐磨旋梭内梭，其旋梭内梭由含有以下重量百分比成分的材料制成：碳：0.1%～0.3%、硅：0.1%～0.4%、锰：0.3%～0.9%、铬：0.7%～1.30%、钼：0.10%～0.3%、余量为铁。该技术虽然提高了旋梭内梭的耐磨性能，但是其耐磨性还是不能满足更高要求，同时，该材料在加工过程中产品脆性大，容易断裂。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中耐磨性差和脆性大的的上述缺点，提供一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料及其应用。本发明提供的新型合金材料适合批量加工，加工过程产品不易断裂，成品率高，耐磨性好。

本发明的方案是，

一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分：C:0.12%～0.18%，Mn:0.4%～0.7%,Si:0.17%～0.37%，Mo:0.4%～0.55%, Cr：0.8%～1.1%，余量为铁。

优选地，合金成分及含量百分比如下：C:0.13%～0.16%，Mn:0.48%～0.6%,Si:0.22%～0.29%，Mo:0.45%～0.51%，，Cr：0.87%～1.01%，余量为铁。

更优选地，合金成分及含量百分比如下：C:0.14%～0.15%，Mn:0.5%～0.55%,Si:0.24%～0.26%，Mo:0.46%～0.48%，，Cr：0.92%～0.97%，余量为铁。

本发明还提供所述新型合金材料的应用，该应用包括以下步骤：

（1）将所述配比的各金属粉末混合、造粒；

（2）对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型，注射温度160～220℃，压力60～120MPa，模温100～150℃，注射获得旋梭胚件；

（3）注射后对胚件进行脱脂，脱脂温度100～150℃，时间1～8小时，得脱脂件；

（4）脱脂后对产品进行烧结，烧结温度800～1500℃；烧结件进行校正机加工，即得旋梭产品。

优选地，还包括对所得旋梭产品的精加工步骤，其特征是，对步骤（4）所得旋梭产品进行整形、加工后进行热处理，热处理工艺为在850～880℃碳氮共渗1小时后淬火，油淬，180～200℃回火时间1小时得精加工产品。

优选地，步骤（2）注射成型时，注射温度为180～200℃，压力为80～100MPa。

优选地，步骤（2）注射成型时，模温为120℃。

优选地，脱脂温度为110℃。

优选地，脱脂时间为3～4小时。

优选地，步骤（4）脱脂后对产品烧结时，烧结温度1200～1400℃，烧结时间1～3小时。

本发明的配方和金属注射工艺，可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。有效地实现了多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，如结构复杂的旋梭产品。

本发明采用渗碳、碳氮共渗等热处理方法进行金属注射成形旋梭产品的热处理，是产品表面硬度高，具有良好的耐磨性，中心硬度低，具有一定的韧性，同时减少了产品的脆性，产品在成形过程中不易断裂，良品率高。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明，本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。各合金材料中，以下杂质的允许质量百分含量为：硫 S ：允许残余含量≤0.035，磷 P ：允许残余含量≤0.035，镍 Ni：允许残余含量≤0.30。

实施例1

一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分： C:0.14%，Mn: 0.55%,Si: 0.26%，Mo: 0.48%，，Cr：0.92%，余量为铁。

上述原料制备旋梭，步骤如下：

（1）将所述配比的各金属粉末混合、造粒；

（2）对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型，注射温度180～200℃，压力80～100MPa，模温110℃，注射获得旋梭胚件；

（3）注射后对胚件进行脱脂，脱脂温度110℃，时间3小时，得脱脂件；

（4）脱脂后对产品进行烧结，烧结温度1300℃；烧结件进行校正机加工，即得旋梭产品。

（5）对步骤（4）所得旋梭产品进行整形、加工后进行热处理，热处理工艺为在850～880℃碳氮共渗1小时后淬火，油淬，180～200℃回火时间1小时得精加工产品。

经测试，产品洛氏硬度为HRC 65，并且表面硬度高，中心硬度低，具有较好的韧性，与常规15Cr材料同等进行对比，性能提高74%，一次性良品率为98.3%。

与常用的旋梭FeCr材料比较，耐磨性提高2.6倍。

实施例2

一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分：C: 0.15%，Mn:0.5%,Si:0.24%，Mo:0.46%，Cr：0.92%，余量为铁。

制备旋梭，步骤如下：

（1）将所述配比的各金属粉末混合、造粒；

（2）对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型，注射温度200～220℃，压力90～100MPa，模温120℃，注射获得旋梭胚件；

（3）注射后对胚件进行脱脂，脱脂温度120℃，时间2小时，得脱脂件；

（4）脱脂后对产品进行烧结，烧结温度1200℃；烧结件进行校正机加工，即得旋梭产品。

（5）对步骤（4）所得旋梭产品进行整形加工后进行热处理，热处理工艺为在850～880℃碳氮共渗1小时后淬火，油淬，180～200℃回火时间1小时得精加工产品。

经测试，产品洛氏硬度为HRC 65，耐磨性与常规材料Fe₂Ni比较，提高约2.4倍，产品良品率为98.4%。

实施例3

一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分：C:0.13%，Mn: 0.6%,Si:0.22%，Mo: 0.51%，Cr：0.87%，余量为铁。

制备方法同实施例2。

经测试，产品洛氏硬度为HRC 63，与常规FeCrMo材料比较，耐磨性提高2.2倍。产品良品率为97.7%。

实施例4

一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，其特征是，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分：C: 0.16%，Mn:0.48%，Si:0.29%，Mo:0.45%，Cr：1.01%，余量为铁。

制备方法同实施例1。

经测试，产品洛氏硬度为HRC 64，与常规FeCrMo材料比较，耐磨性提高2.4倍。产品良品率为97.1%。

为了达到更好效果，各实施例在进行本发明的制备方法之前，也可加入辅助粘接剂，粘接剂用量为金属粉末总质量的3%～15%，将各金属粉末更好地粘接起来，在脱脂和烧结时这些粘接剂在高温下会全部脱出去，粘接剂组分按重量百分比：石蜡20%～50%，高密度聚乙烯25%～45%，EVA树脂10%～35%，然后将金属粉末与粘接剂送入开炼机在165～200℃下混炼2～3小时；预处理后进行本发明的制备方法。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于金属注射制造旋梭的新合金材料，其特征是，所述合金材料中包含如下重量份配比的成分：C:0.12%～0.18%，Mn:0.4%～0.7%,Si:0.17%～0.37%，Mo:0.4%～0.55%, Cr：0.8%～1.1%，余量为铁。

2.根据权利要求1所述用于金属注射制造旋梭的新合金材料，其特征是，合金成分及含量百分比如下：C:0.13%～0.16%，Mn:0.48%～0.6%,Si:0.22%～0.29%，Mo:0.45%～0.51%，Cr：0.87%～1.01%，余量为铁。

3.根据权利要求2所述用于金属注射制造旋梭的新合金材料，其特征是，合金成分及含量百分比如下：C:0.14%～0.15%，Mn:0.5%～0.55%,Si:0.24%～0.26%，Mo:0.46%～0.48%，Cr：0.92%～0.97%，余量为铁。

4.权利要求1、2或者3所述用于金属注射制造旋梭的新合金材料的应用，其特征是，将该合金材料用于制备旋梭，包括以下步骤：

（1）将所述配比的各金属粉末混合、造粒；

5.根据权利要求4所述的应用，其特征是，还包括对所得旋梭产品的精加工步骤，其特征是，对步骤（4）所得旋梭产品进行整形、加工后进行热处理，热处理工艺为在850～880℃碳氮共渗1小时后淬火，油淬，180～200℃回火时间1小时得精加工产品。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征是，步骤（2）注射成型时，注射温度为180～200℃，压力为80～100MPa。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征是，步骤（2）注射成型时，模温为120℃。

8.根据权利要求4所述的应用，其特征是，步骤（3）对胚件进行脱脂时，脱脂温度为110℃。

9.根据权利要求4所述的应用，其特征是，步骤（3）对胚件进行脱脂时，脱脂时间为3～4小时。

10.根据权利要求4所述的应用，其特征是，步骤（4）脱脂后对产品烧结时，烧结温度1200～1400℃，烧结时间1～3小时。