CN106735228B - 一种塑料成型机机筒的制造方法 - Google Patents

一种塑料成型机机筒的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种塑料成型机机筒的制造方法，采用热等静压烧结方法使钢管内壁均匀分布一层厚度为1～10mm金属基碳化钨合金，钢管基材与碳化钨合金为冶金结合。本发明的热等静压烧结机筒制造工艺方法，实现由两种材料制造一个机械零件的设计思想，钢基机筒具备优良的综合机械性能，金属基碳化钨表层具备特别优良的耐磨损、抗腐蚀性能，这是任何一种单一材料所无法实现的特性。

Description

一种塑料成型机机筒的制造方法
技术领域
本发明属于高性能基础零部件制造技术及应用领域，具体涉及一种塑料成型机机筒的制造方法，主要用于高耐磨损、高耐腐蚀的注塑机，挤塑机机筒(料筒)制造等。
背景技术
机筒，又称料筒，和螺杆是注塑机，挤塑机最关键部件，传统的机筒制造方法有中碳合金钢内壁电镀铬或化学镀镍，中碳钢内壁离心铸造铁基或镍基自熔性合金，高碳高合金钢整体制造，Glycon公司在易磨耗料筒部位增设衬套，磨损后及时更换衬套等制造方法。
随着塑料质量的提高，阻燃、高强度、高韧性、高精度的塑料零部件制造对注塑机、挤塑机机筒性能要求愈来愈高。高温高阻燃塑料、添加高纤维塑料、高精密度成型塑料的挤出或注塑加工过程，对螺杆和机筒的腐蚀和磨损相当严重，上述方法制造的机筒很难满足这些塑料的成型加工要求，导致机筒很快被腐蚀或磨损，迫使挤塑机、注塑机停产更换机筒。
发明内容
本发明的目的是提供一种塑料成型机机筒的制造方法，以获得一种高耐磨损、高耐腐蚀性能的塑机机筒。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种塑料成型机机筒的制造方法，采用热等静压烧结方法使钢管内壁均匀分布一层厚度为1～10mm金属基碳化钨合金，钢管基材与碳化钨合金为冶金结合。
所述的金属基碳化钨合金为镍基碳化钨粉末，或钴基碳化钨粉末，或NiMoCrFeCo-WC合金粉末的一种，其中，碳化钨的质量含量在30～80％。
按照质量百分含量，所述镍基碳化钨粉末的粘结相组成为0.55～1.10％的C、13.00～55.00％的Cr、0.00～15.50％的Fe、0.00～5.00％的B、0.00～5.00％的Si和余量的Ni。
按照质量百分含量，所述钴基碳化钨粉末的粘结相组成为0.00～34.50％的Cr、0.00～15.50％的Mo和余量的Co。
按照质量百分含量，所述NiMoCrFeCo的组成为15.0～28.0％的Cr、1.2～11.5％的Fe、10.5～22.0％的Mo、0.05～6.9％的Co、0.0～0.02％的C、0.0～0.06％的Mn、0.0～0.09％的Si、0.0～0.05％的Al、2.0～9.0％的W、0.0～1.0％的V和余量的Ni。
所述的热等静压烧结方法是对机筒进行整体热等静压烧结，热等静压烧结工艺为：烧结温度为1050～1450℃，气氛压力为100～200Mpa，气氛为氩气。
本发明的有益效果是：本发明的热等静压烧结机筒(料筒)制造工艺方法，实现由两种材料制造一个机械零件的设计思想，钢基机筒(料筒)具备优良的综合机械性能，金属基碳化钨表层具备特别优良的耐磨损、抗腐蚀性能，这是任何一种单一材料所无法实现的特性。
附图说明
图1为本发明制造的塑料成型机机筒的结构示意图。
图中，1-机筒芯坯；2-端盖；3-机筒外坯；4-金属基碳化钨合金；5-底盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，本发明所制备的塑料成型机机筒，包括一个中空的机筒外坯3，机筒外坯3的一端设置有端盖2，端盖2中心设置有与机筒外坯3的中空部分相对应的孔，机筒外坯3的另一端由底盘5封闭，机筒外坯3的中空部分填充有机筒芯坯1，且机筒芯坯1由端盖2中部的孔延伸出来；采用热等静压烧结方法使钢管内壁均匀分布一层厚度为1～10mm金属基碳化钨合金4，钢管基材与碳化钨合金为冶金结合。
金属基碳化钨合金为镍基碳化钨粉末，或钴基碳化钨粉末，或NiMoCrFeCo-WC合金粉末的一种，其中，碳化钨的质量含量在30～80％。
按照质量百分含量，镍基碳化钨粉末的粘结相组成为0.55～1.10％的C、13.00～55.00％的Cr、0.00～15.50％的Fe、0.00～5.00％的B、0.00～5.00％的Si和余量的Ni。
按照质量百分含量，钴基碳化钨粉末的粘结相组成为0.00～34.50％的Cr、0.00～15.50％的Mo和余量的Co。
按照质量百分含量，NiMoCrFeCo的组成为15.0～28.0％的Cr、1.2～11.5％的Fe、10.5～22.0％的Mo、0.05～6.9％的Co、0.0～0.02％的C、0.0～0.06％的Mn、0.0～0.09％的Si、0.0～0.05％的Al、2.0～9.0％的W、0.0～1.0％的V和余量的Ni。
热等静压烧结方法是对图1所示的部件进行整体热等静压烧结，热等静压烧结工艺为：烧结温度为1050～1450℃，气氛压力为100～200Mpa，气氛为氩气。
最后，去除机筒芯坯1、端盖2和底盘5，即为本发明的机筒。
实施例1
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为42CrMoA，按照质量百分含量，其合金成分为0.37～0.44％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.80～1.10％的Cr和余量的Fe。热等静压烧结合金粉末为钴基碳化钨合金，其中WC的质量含量为68％；按照质量百分含量，钴基碳化钨合金粘结相成分为29.50％的Cr、7.40％的Mo和余量的Co；热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1050～1150℃，环境气体为氩气，其压力160Mpa。
实施例2
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为40Cr，按照质量百分含量，其合金成分为0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和余量的Fe。碳化钨合金粉末材料为NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中WC的质量含量为72％；按照质量百分含量，NiMoCrFeCo的成分为28.0％的Cr、1.2％的Fe、15％的Mo、4.5％的Co、0.02％的C、0.03％的Mn、0.06％的Si、0.03％的Al、2.0％的W、0.5％的V和余量的Ni组成，热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1150～1250℃，环境气体为氩气，其压力145Mpa。
实施例3
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为42CrMoA，按照质量百分含量，其合金成分为0.37～0.44％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.80～1.10％的Cr和余量的Fe。热等静压烧结合金粉末为钴基碳化钨合金，其中WC的质量含量为50％；按照质量百分含量，钴基碳化钨合金粘结相成分为34.50％的Cr和余量的Co；热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1050～1150℃，环境气体为氩气，其压力160Mpa。
实施例4
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为42CrMoA，按照质量百分含量，其合金成分为0.37～0.44％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.80～1.10％的Cr和余量的Fe。热等静压烧结合金粉末为钴基碳化钨合金，其中WC的质量含量为80％；按照质量百分含量，钴基碳化钨合金粘结相成分为15.50％的Mo和余量的Co；热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1050～1150℃，环境气体为氩气，其压力160Mpa。
实施例5
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为40Cr，按照质量百分含量，其合金成分为0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和余量的Fe。碳化钨合金粉末材料为NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中WC的质量含量为30％；按照质量百分含量，NiMoCrFeCo的成分为15.0％的Cr、5.6％的Fe、10.5％的Mo、0.05％的Co、0.01％的C、0.06％的Mn、4.0％的W、1.0％的V和余量的Ni组成，热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1150～1250℃，环境气体为氩气，其压力145Mpa。
实施例6
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为40Cr，按照质量百分含量，其合金成分为0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和余量的Fe。碳化钨合金粉末材料为NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中WC的质量含量为80％；按照质量百分含量，NiMoCrFeCo的成分为20.0％的Cr、11.5％的Fe、22.0％的Mo、6.9％的Co、0.09％的Si、0.05％的Al、9.0％的W和余量的Ni组成，热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1150～1250℃，环境气体为氩气，其压力145Mpa。
实施例7
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为40Cr，按照质量百分含量，其合金成分为0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和余量的Fe。碳化钨合金粉末材料为镍基碳化钨粉末，其中WC的质量含量为60％；按照质量百分含量，镍基碳化钨的粘结相质量组成为0.55％的C、30.00％的Cr、10.00％的Fe、3.00％的B、2.00％的Si和余量的Ni；热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1150～1250℃，环境气体为氩气，其压力145Mpa。
实施例8
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为40Cr，按照质量百分含量，其合金成分为0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和余量的Fe。碳化钨合金粉末材料为镍基碳化钨粉末，其中WC的质量含量为60％；按照质量百分含量，镍基碳化钨的粘结相质量组成为1.10％的C、13.00％的Cr、15.50％的Fe、2.00％的Si和余量的Ni；热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1150～1250℃，环境气体为氩气，其压力145Mpa。
实施例9
按照图1所示的结构制造机筒。钢质机筒材料为40Cr，按照质量百分含量，其合金成分为0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和余量的Fe。碳化钨合金粉末材料为镍基碳化钨粉末，其中WC的质量含量为60％；按照质量百分含量，镍基碳化钨的粘结相质量组成为0.80％的C、55.00％的Cr、5.00％的B和余量的Ni；热等静压烧结在抽去套内空气下进行，热等静压烧结温度1150～1250℃，环境气体为氩气，其压力145Mpa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种塑料成型机机筒的制造方法，其特征在于：所述塑料成型机机筒包括一个中空的机筒外坯（3），机筒外坯（3）的一端设置有端盖（2），端盖（2）中心设置有与机筒外坯（3）的中空部分相对应的孔，机筒外坯（3）的另一端由底盘（5）封闭，机筒外坯（3）的中空部分填充有机筒芯坯（1），且机筒芯坯（1）由端盖（2）中部的孔延伸出来；其中，机筒外坯（3）为钢管；采用热等静压烧结方法使钢管内壁均匀分布一层厚度为1～10mm金属基碳化钨合金（4），钢管基材与碳化钨合金为冶金结合；
热等静压烧结方法是对所有的部件进行整体热等静压烧结，热等静压烧结工艺为：烧结温度为1050～1450℃，气氛压力为100～200Mpa，气氛为氩气；
最后，去除机筒芯坯（1）、端盖（2）和底盘（5），即得到塑料成型机机筒；
所述的金属基碳化钨合金为NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中，碳化钨的质量含量在30～80%；
按照质量百分含量，所述NiMoCrFeCo的组成为15.0～28.0%的Cr、1.2～11.5%的Fe、10.5～22.0%的Mo、0.05～6.9%的Co、0.0～0.02%的C、0.0～0.06%的Mn、0.0～0.09%的Si、0.0～0.05%的Al、2.0～9.0%的W、0.0～1.0%的V和余量的Ni。
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