CN1067615C - 生产高比重合金制件的方法 - Google Patents

Abstract

生产高比重合金制件的方法，属粉末冶金领域，其工序包括：原料准备、热混合、成型、脱除粘结剂、烧结等，其特点是成型工艺采用注射成型方法，具体步骤是将生产高比重合金制件的钨、钼、镍、铁、铜等金属粉末与高分子聚合物为主的粘结剂加热混合均匀成混料，装入注塑成形机中同时加热，使混料成半流体膏状，在压力下注射入模腔，固化后成生坯，坯在保护气氛中缓慢加热除去粘结剂和预烧结，而后高温烧结即可，本发明生产尺寸精度高，能生产形状复杂制件，并具有成品率高，生产效率高，材料利用率高，制件性能一致，重量分散度小等特点。

Description

生产高比重合金制件的方法

本发明属于粉末冶金领域，涉及采用注射成型工艺生产高比重合金制件。

高比重合金为难熔金属钨、钼中添加镍、铁、铜的合金。合金的密度大，有着广泛用途。

目前，人们采用传统的粉末冶金模压——烧结工艺生产高比重合金制件。即将钨、钼、镍、铁、铜粉末进行混合。将混合料装入压制模具中，在压力机上模压成形，获得压坯。压坯经高温烧结，得到高比重合金制件。

对于尺寸公差要求高或形状复杂的高比重合金制件，模压成形有如下的局限性。

1、对于一些形状复杂的制件，很难或不可能模压成形；

2、钨基粉末混料的流动性差，难以自动均匀装填模腔，并难以控制装料量。装料量的波动造成模具损坏、或制件重量不足；

3、如采用手工称料、装料、压制，生产中难以准确称重，使制件重量、尺寸的分散度高，而且生产率低。

4、模压成形的压坯各部分密度不均匀，烧结收缩后，制件畸变，尺寸公差、形状不能控制。

本发明的目的在于采用一种注射成形工艺生产尺寸精度高、形状复杂的高比重合金制件。

本发明的原理如下：

将钨、钼、镍、铁、铜等金属粉末与高分子聚合物为主的粘结剂加热混合均匀成混料，装入注塑成形机中，同时加热，使混料成半流体膏状，在压力下注射入模腔，固化后成生坯，生坯在保护气氛中缓慢加热除去粘结剂和预烧结，而后高温烧结，得到合格制件。由于混料加热后为流体能均匀填充复杂形状模腔，坯的各部位密度均匀，烧结时产生均匀收缩，故能很好控制制件的形状及尺寸。

基于上述原理及目的，本发明的工序包括：原料准备、加热混合、成型、脱除粘结剂、烧结等，其特点在于成型工艺采用注射成型方法，其具体工艺如下：

(1)、将生产高比重合金制件的钨、钼、镍、铁、铜等金属粉末称重混合，上述粉末的平均粒度为：2～40微米；

(2)、将上述混合料与占混合料3～11％(重量％)的粘结剂一起加入到预热至80～200℃的“Z”型混合机或双辊混炼机上均匀混合，粘结剂为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、石腊等高分子聚合物为主，添加少量硬脂酸、油酸、甘油等作增塑剂和润滑剂；所述的粘结剂为聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中一种或二种，石腊，以及硬脂酸、油酸或甘油中的一种；

其中：聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中一种或二种占9-30％(重量％)，石腊占68-90％(重量％)，硬脂酸、油酸或甘油中一种占1-2％(重量％)；

(3)、上述加热混合的时间为2～5小时；

(4)、待上述混合料冷却至室温固化后，再破碎造粒，再将粒状混料装入注塑成形机内，将注塑筒加热至80～230℃，控温精度为±2℃。

(5)、混料在注塑筒中熔融至膏状，在10～50MPa压力下，将熔融混料经注射口、浇道，注射入专门设计的模具中，混料在模腔中冷却固化成生坯；

(6)、生坯置于烧舟中，在脱粘结剂炉中缓慢加热至900℃，进行脱除粘结剂和预烧结，时间为8～24小时；

(7)、经预烧结后的坯再在保护气氛中或真空中，1100～1500℃温度下进行高温烧结，烧结时间：0.5～2小时，在高温烧结时产生10～15％的线收缩，得到物理-力学性能、尺寸、密度均匀的合格制件，经检测后即为成品，成品率98％左右。

本发明工艺生产高比重合金制件，与模压——烧结工艺比较，具有以下优点：

1、能生产模压难以成形或不能成形的复杂形状制件。

2、制件性能一致，重量分散度小，尺寸精度高。

3、成品率高，生产效率高。

4、混料可反复使用，材料利用率接近100％。

实施例1。

采用本发明制造生产重0.7～1.7g重、直径4～10mm，厚2.5～4.7mm、孔型0.6～1.1mm、密度15～18g/cm³的高比重合金摆轮系列产品。合金成分(重量％)为：W 80～98％，Mo 5～12％，No 2～6％，Fe 0.6～2％，Cu 0.6～2％。按上述工艺生产，与模压成形比较，本发明工艺的生产率提高5倍以上，成品率达98％以上。尺寸精度＜0.2％，重量分散度±1％。

实施例2

采用本发明方法制造生产重0.15～0.3g的高比重合金微型后座销系列产品。其合金成分为(重量％)W 85～96％，其余为镍铜或镍铁。密度大于6g/cm³，后座销长3.5～4.5mm，第一端面直径2.6～3.6mm，第二端面直径3～4mm、销柱直径1.5～2mm。后座销形状复杂，尺寸精度高，如用一般模压成形，因粉末混料流动性差，无法自动填充模腔装粉。在生产时，人工称重，达不到后座销严格的重量一致性，压坯密度不均匀，烧结后畸变，仍至碎裂。采用本发明工艺流程，生产的后座销的力学——物理性能、尺寸、密度等均符合要求。成品率达98％以上，产品性能一致性好。

Claims (1)

1、一种生产高比重合金制件的方法，其工序包括：原料准备、加热混合、成型、脱除粘结剂、烧结等，其特征在于：成型工艺采用注射成型方法，其具体的工序如下：

(1)、将生产高比重合金制件的钨、钼、镍、铁、铜等金属粉末按成分配比称重混合，上述粉末的平均粒度为：2～40微米；

(2)、将上述混合料与占混合料3～11％(重量％)的粘结剂一起加入到预热至80～200℃的“Z”型混合机或双辊混炼机上均匀混合；所述的粘结剂为聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中一种或二种，石腊，以及硬脂酸、油酸或甘油中的一种；其中：聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯中一种或二种占9-30％(重量％)，石腊占68-90％(重量％)，硬脂酸、油酸或甘油中一种占1-2％(重量％)；

(3)、上述加热混合的时间为2～5小时；

(4)、待上述混合料冷却至室温固化后，再破碎造粒，再将粒状混料装入注塑成形机内，将注塑筒加热至80～230℃，控温精度为±2℃；

(5)、混料在注塑筒中熔融至膏状，在10～50MPa压力下，将熔融混料经注射口、浇道，注射入专门设计的模具中，混料在模腔中冷却固化成生坯；

(6)、生坯置于烧舟中，在脱粘结剂炉中缓慢加热至900℃，进行脱除粘结剂和预烧结，时间为8～24小时；

(7)、经预烧结后的坯再在保护气氛中或真空中，1100～1500℃温度下进行高温烧结，烧结时间：0.5～2小时。