CN107321990A - 一种硬质合金制品及其制备方法以及制备硬质合金制品的装置 - Google Patents

一种硬质合金制品及其制备方法以及制备硬质合金制品的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硬质合金制品及其制备方法以及制备硬质合金制品的装置，属于粉末冶金领域。一种硬质合金制品的制备方法，包括：将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料；将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品。制备硬质合金制品的装置包括：挤压机和数控机床，数控机床包括可加热喷嘴，喷嘴为数控机床的执行部件并且喷嘴与数控机床的驱动部件连接，挤压机的物料出口与喷嘴通过物料管连接。本发明无需制作模具，可成型比较复杂的形状，产品各部分密度均匀变形小综合性能高。

Description

一种硬质合金制品及其制备方法以及制备硬质合金制品的 装置
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种硬质合金制品及其制备方法以及制备硬质合金制品的装置。
背景技术
硬质合金具有高硬度，高强度，耐磨损，耐腐蚀，耐高温和膨胀系数小等一系列优点，是金属加工，矿山开采，石油钻探，国防军工等工业不可缺少的工具材料。随着硬质合金的广泛应用，形状比较复杂的硬质合金产品越来越多，通常有孔，槽，变截面等特点。因此，采用传统的硬质合金生产法在形状上受到很大限制，而且由于硬质合金硬度很高，用普通的机加工难以满足形状要求，需要采用激光，电火花加工，从而使制造成本大大增加。
典型的大尺寸异形硬质合金产品，例如，汽轮机转子轮槽铣刀毛胚，该毛坯传统生产工艺是做橡胶包套在冷等静压设备里压成圆柱粗坯，再经过机械半加后烧结成型，制备过程复杂，难度系数高。并且，粗坯棒料的重量达25kg，后续机械加工后的重量约5.6kg，操作起来也十分不便。另一种常见的异形硬质合金产品：核电工业用耐磨衬套毛坯，该毛坯尺寸较大，成品重量达17.6kg，带台阶孔，用等静压难以操作，做模具成本高。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种硬质合金制品的制备方法，以解决现有工艺在加工异形硬质合金制品方面难度高、成本高、质量偏低的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种硬质合金制品，其制备方法简单、无需通过模具成型，并且产品质量好。
本发明的又一个目的在于提供一种制备硬质合金制品的装置，其结构简单，能够实现异形硬质合金制品的无模具制备，成型速度快。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种硬质合金制品的制备方法，包括：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，硬质合金粉占喂料的93-96wt％，并且硬质合金粉包括：88-94wt％的碳化钨粉和6-12wt％的钴粉，粘结剂占喂料的4-7wt％，并且粘结剂包括：69-79wt％的石蜡、15-25wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、2-7wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；
(2)将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品，其中，喷嘴的挤出温度为100-140℃，喷嘴的挤出压力为120-150MPa。
本发明将挤压机与数控机床结合并且利用粉末冶金的原理形成了适用于硬质合金的无模三维成型技术。本发明的无模三维成型技术将挤压机的物料出口与数控机床的喷嘴连接，将硬质合金粉通过挤压机被挤压至数控机床并从喷嘴挤出，同时根据载入数控机床的硬质合金制品的三维模型图并利用数控机床的分层加工程序将硬质合金粉分层堆积，从而实现无模三维成型。根据本发明的制备方法可以实现结构复杂的异形硬质合金制品的制备，并且制备过程简单、生产成本低、成型速度快。
而且，由于本发明是利用分层堆积的方式成型，成型获得硬质合金制品空隙少、质地均匀、产品精度高，并且能够在较低温度下实现硬质合金粉的堆叠，无需同时进行高温固化，降低了生产能耗。
此外，本发明涉及的生产设备为普通设备的挤压机和数控机床的巧妙结合，降低了硬件设施方面的投资成本，与现有的3D打印机相比，大大降低了投资成本。
本发明采用特定组分和配比的粘结剂与硬质合金粉混炼，使得粘结剂与硬质合金粉末具有良好的润湿性，易分散性，低粘度，好的流动性，以及良好的热稳定性。按照本发明配置的粘结剂，各个组分之间的分散性也较好。同时，在后续挤压过程中，本发明选取特定的温度和压力条件进行挤压，在该挤出温度范围内能够有效避免因温度过高而导致产品出现孔洞，以及温度过低而不能使喂料顺利挤出；还能避免因挤出压力过低而导致产生气孔、夹心、裂纹，以及挤出压力过高而增加设备的生产难度。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备方法还包括：
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对生胚进行脱脂处理；然后，将生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的生胚置于脱脂炉中加热至420-480℃。
脱脂处理的目的在于去除成型后的硬质合金制品毛坯中的粘结剂。本发明采用溶剂脱脂和热脱脂的方式进行脱脂处理，用溶剂脱脂剂脱脂能够快速有效地去除硬质合金制品表面的粘结剂成分，通过在脱脂炉中加热进行的热脱脂可以去除硬质合金制品内部的粘结剂成分，主要是去除粘结剂中的共聚物和高分子量组分。通过两次脱脂处理，将粘结剂全部去除，提高脱脂效果。
为了提高刚成型的硬质合金制品毛坯的强度和致密性，在进行热脱脂之前将硬质合金制品在冷等静压机进行加压处理，使得初步脱脂和合金致密化同时进行。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述溶剂脱脂剂为正庚烷。
正庚烷能溶解粘结剂组元中的石蜡，使硬质合金制品毛坯内部形成了连通孔隙，剩下高熔点骨架组元。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备方法还包括：
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将生胚置于烧结炉中，以8-12℃/min的速率加热至580-620℃，保温10-20min；然后，以8-12℃/min的速率加热至1050-1200℃，保温15-25min；再以5-8℃/min的速率加热至1350-1450℃，保温60-90min，随炉冷却至80℃以下出炉。
本发明在进行固化烧结时分三段进行，在刚开始进行的第一阶段，其温度为较低的580-620℃，在该温度范围下保温10-20min，使得硬质合金制品毛坯中残留的少量粘结剂能够在进一步分解完全，避免粘结剂对最终产品质量的影响。在第二阶段，温度进一步升高至1050-1200℃，经过保温15-25min后，硬质合金制品毛坯中的应发应生成的氧化物被蒸发掉，保证毛坯受热均匀。在第三阶段，温度再进一步升高，完成合金的固溶，使合金完全致密化。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，在步骤(2)中，挤出后的喂料在惰性气氛中分层堆积，惰性气氛的温度为35-45℃。
本发明惰性气氛惰性气氛可以防止硬质合金粉在堆积的过程中氧化，同时也起到降温固化的作用。本发明所指的惰性气氛可以是由氢气和氮气构成的惰性气氛，其中，氢气的作用是用于还原被氧化的物质。惰性气氛还可以是惰性气体，例如氦气、氩气和氖气等。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，在步骤(2)中，挤出速度为3-6mm/s，喷嘴的挤出口的直径为0.4-0.5mm。
本发明将挤出口的直径控制在0.4-0.5mm的范围内，可以有效避免过细的挤出口直径而增大喷嘴制造难度，以及出现喂料流射现象；还可以避免因出口直径过大而导致出料量过大进而在堆积过程中容易出现孔洞，此外，过大的出口直径也会影响毛坯堆积的精度。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述挤压机为柱塞式挤压机。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述碳化钨粉的平均粒径为0.6-1.0μm，钴粉的平均粒径为0.7-1.2μm。
本发发明的采用的特定粒径大小的碳化钨粉和钴粉，使得烧结后钴层分布均匀、晶粒大小一致，并且各性能指标稳定，适合于公司现有的生产线。
采用上述的制备方法制备得到的硬质合金制品。
一种制备上述的硬质合金制品的装置，包括：挤压机和数控机床，数控机床包括可加热喷嘴，喷嘴为数控机床的执行部件并且喷嘴与数控机床的驱动部件连接，挤压机的物料出口与喷嘴通过物料管连接。
本发明所采用的挤压机为柱塞式挤压机，数控机床为机械加工领域常用的数控机床，例如数控铣床：机床PL800A(成都普瑞斯数控机床有限公司生产的立式加工中心)。需要说明的是本发明的数控机床可以理解为是能够实现三轴联动的平台，可以是除数控铣床以外的其他的能够实现三周联动的加工平台来代替。
需要说明的是，在实际运用过程中，本发明所采用的数控机床可以为将数控铣床的铣头替换为可加热喷嘴后获得的装置，此时，喷嘴在数控铣床的驱动部件的驱动下完成硬质合金粉的分层堆积。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的硬质合金制品硬度高、品质好，可以作为切削刀片和耐磨零件。
(2)本发明的无模三维成型技术可以快速、低成本地成型大尺寸、形状复杂的硬质合金制品，能够极大地拓宽硬质合金的应用范围。
(3)本发明成型的原理是粉末冶金，与现有的金属3D打印技术的电子熔融烧结不一样，其所需要的成型温度低得多，大大地降低了生产能耗，并且也降低成型难度。
(4)本发明将挤压机和数控机床相结合，一方面利用挤压机所能提供的高压，满足硬质合金粉在成型过程中对压力的要求，另一方面利用数控机床的分层加工程序，将硬质合金粉分层堆积，从而实现产品成型。
(5)本发明利用3D打印的原理，数字模型文件(三维模型图)为基础，通过逐层打印的方式来实现物体的构造，不需要同时进行高温固化而在较低的温度下实现硬质合金粉末的堆叠，得到的是硬质合金的生坯再经过脱脂和烧结后得到硬质合金产品。其优势结合了多种技术的优点，利用普通设备实现了复杂硬质合金产品的制造。
(6)本发明采用的设备具有成本低，可操作性强，刚性好，精度高，空间大，功率足等优点，适合于硬质合金三维成型，能够满足硬质合金重量大、挤出压力大、尺寸大的要求，从而克服普通成型设备(例如3D打印机)刚性和承载力难以达到要求的缺陷。
(7)本发明无需制作模具，节约了模具费用，缩短了开发周期。
(8)本发明可以成型比较复杂形状和大尺寸的合金产品，不像注射成型受模具和注射压力的限制，而一般只能成型300克以下的产品。
(9)本发明制得的硬质合金制品各部分密度均匀，变形小，综合性能高。因为是分层堆叠成型方式不存在密度分布不均的问题，不像注射成型受模具的限制存在飞边、夹心、中心缩孔等问题。
附图说明
图1本发明实施例的制备硬质合金制品的装置的结构示意图。
图中：100-制备硬质合金制品的装置；110-挤压机；111-物料出口；120-数控机床；121-喷嘴；122-驱动部件；130-物料管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的硬质合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，硬质合金粉占喂料的93wt％，并且硬质合金粉包括：88wt％的碳化钨粉和12wt％的钴粉，粘结剂占喂料的7wt％，并且粘结剂包括：69wt％的石蜡、25wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、5wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；上述碳化钨粉的平均粒径为0.6μm，钴粉的平均粒径为0.7μm。
(2)将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品，其中，喷嘴的挤出温度为100℃，喷嘴的挤出压力为120MPa。挤出速度为3mm/s，喷嘴的挤出口的直径为0.4mm。挤出后的喂料在由氢气和氮气构成的惰性气氛中分层堆积，惰性气氛的温度为35℃。
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对生胚进行脱脂处理；然后，将生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的生胚置于脱脂炉中加热至420℃。
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将生胚置于烧结炉中，以8℃/min的速率加热至580℃，保温20min；然后，以8℃/min的速率加热至1050℃，保温25min；再以5℃/min的速率加热至1350℃，保温90min。
实施例2：
本实施例的硬质合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，硬质合金粉占喂料的94wt％，并且硬质合金粉包括：94wt％的碳化钨粉和6wt％的钴粉，粘结剂占喂料的6wt％，并且粘结剂包括：79wt％的石蜡、15wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、5wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；上述碳化钨粉的平均粒径为1.0μm，钴粉的平均粒径为1.2μm。
(2)将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品，其中，喷嘴的挤出温度为140℃，喷嘴的挤出压力为150MPa。挤出速度为4mm/s，喷嘴的挤出口的直径为0.5mm。挤出后的喂料在由氩气构成的惰性气氛中分层堆积，惰性气氛的温度为45℃。
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对生胚进行脱脂处理；然后，将生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的生胚置于脱脂炉中加热至480℃。
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将生胚置于烧结炉中，以12℃/min的速率加热至620℃，保温10min；然后，以12℃/min的速率加热至1200℃，保温15min；再以8℃/min的速率加热至1450℃，保温60min。
实施例3：
本实施例的硬质合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，硬质合金粉占喂料的95wt％，并且硬质合金粉包括：90wt％的碳化钨粉和10wt％的钴粉，粘结剂占喂料的5wt％，并且粘结剂包括：72wt％的石蜡、25wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、2wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；上述碳化钨粉的平均粒径为0.8μm，钴粉的平均粒径为1.0μm。
(2)将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品，其中，喷嘴的挤出温度为120℃，喷嘴的挤出压力为130MPa。挤出速度为5mm/s，喷嘴的挤出口的直径为0.45mm。挤出后的喂料在由氦气构成的惰性气氛中分层堆积，惰性气氛的温度为40℃。
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对生胚进行脱脂处理；然后，将生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的生胚置于脱脂炉中加热至460℃。
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将生胚置于烧结炉中，以10℃/min的速率加热至600℃，保温15min；然后，以10℃/min的速率加热至1100℃，保温20min；再以6℃/min的速率加热至1400℃，保温80min。
实施例4：
本实施例的硬质合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，硬质合金粉占喂料的96wt％，并且硬质合金粉包括：92wt％的碳化钨粉和8wt％的钴粉，粘结剂占喂料的4wt％，并且粘结剂包括：72wt％的石蜡、20wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、7wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；上述碳化钨粉的平均粒径为0.7μm，钴粉的平均粒径为1.1μm。
(2)将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品，其中，喷嘴的挤出温度为130℃，喷嘴的挤出压力为140MPa。挤出速度为6mm/s，喷嘴的挤出口的直径为0.42mm。挤出后的喂料在由氢气和氮气构成的惰性气氛中分层堆积，惰性气氛的温度为42℃。
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对生胚进行脱脂处理；然后，将生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的生胚置于脱脂炉中加热至450℃。
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将生胚置于烧结炉中，以9℃/min的速率加热至600℃，保温15min；然后，以10℃/min的速率加热至1200℃，保温15min；再以8℃/min的速率加热至1450℃，保温90min。
实施例5：
本实施例的硬质合金制品的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，硬质合金粉占喂料的94.5wt％，并且硬质合金粉包括：90wt％的碳化钨粉和10wt％的钴粉，粘结剂占喂料的5.5wt％，并且粘结剂包括：74wt％的石蜡、20wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、5wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性硬脂酸；上述碳化钨粉的平均粒径为0.8μm，钴粉的平均粒径为0.9μm。
(2)将喂料置于挤压机中，使得喂料通过与挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，数控机床控制挤出的喂料分层堆积，制得硬质合金制品，其中，喷嘴的挤出温度为120℃，喷嘴的挤出压力为135MPa。挤出速度为4.5mm/s，喷嘴的挤出口的直径为0.45mm。挤出后的喂料在由氢气和氮气构成的惰性气氛中分层堆积，惰性气氛的温度为40℃。
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对生胚进行脱脂处理；然后，将生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的生胚置于脱脂炉中加热至420-480℃。
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将生胚置于烧结炉中，以10℃/min的速率加热至600℃，保温15min；然后，以10℃/min的速率加热至1100℃，保温20min；再以6℃/min的速率加热至1400℃，保温80min。
试验例：
将上述实施例和现有硬质合金制品进行性能检测，检测结果见表1。
表1
硬质合金孔隙度标准，GB/T3486-1983,孔隙分为A/B/C三类：A类是小于10微米的孔，分为A02/A04/A06/A08等级别，分别表示孔隙体积比为0.02％、0.06％、0.2％、0.6％。B类孔隙为10--25微米大小的孔，以B02/B04/B06/B08分别表示这类大小孔隙的比例为140个/cm2、430个/cm2、1300个/cm2、4000个/cm2。C类孔隙是指石墨夹杂，也分为C02/C04/C06/C08几个级别。
根据计算，利用本发明的方法制备出含钴10％的硬质合金制品的单位磁饱和理论值为16高斯厘米3/克，如果实际生产中磁饱和值在8.0--9.5的范围，则表明合金中的碳量是处于平衡状态的。
从表1可以看出，本发明实施例的硬质合金制品其磁饱和均在8.0-9.5的范围内，说明本发明实施例制备出的硬质合金制品中的碳含量处于平衡状态。同时，其生成的碳化钨晶粒粒度较小，具有良好的硬度和抗弯强度。此外，本发明实施例制备出的大尺寸异形硬质合金制品其质地均匀，并且孔隙小，孔隙数量少。
请参照图1，本发明实施例的制备硬质合金制品的装置100包括：挤压机110和数控机床120。数控机床120包括可加热喷嘴121，喷嘴121为数控机床120的执行部件并且喷嘴121与数控机床120的驱动部件122连接，挤压机110的物料出口111与喷嘴121通过物料管130连接。
由硬质合金粉和粘结剂形成的喂料从挤压机110中投入，并通过物料管130，在压力的作用下被输送至数控机床120，从喷嘴121挤出，根据预先载入数控机床120的硬质合金制品的三维模型图，完成分层堆积，挤出相应产品形状。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硬质合金制品的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将硬质合金粉和粘结剂进行混炼，制得喂料，其中，所述硬质合金粉占所述喂料的93-96wt％，并且所述硬质合金粉包括：88-94wt％的碳化钨粉和6-12wt％的钴粉，所述粘结剂占所述喂料的4-7wt％，并且所述粘结剂包括：69-79wt％的石蜡、15-25wt％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、2-7wt％的高密度聚乙烯和1wt％的表面活性剂硬脂酸；
(2)将所述喂料置于挤压机中，使得所述喂料通过与所述挤压机相连接的数控机床的喷嘴挤出，所述数控机床控制挤出的所述喂料分层堆积，制得所述硬质合金制品，其中，所述喷嘴的挤出温度为100-140℃，所述喷嘴的挤出压力为120-150MPa。
2.根据权利要求1所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
(3)将步骤(2)得到的生胚进行脱脂处理：用溶剂脱脂剂对所述生胚进行脱脂处理；然后，将所述生胚置于冷等静压机中进行加压处理；再将经过加压处理后的所述生胚置于脱脂炉中加热至420-480℃。
3.根据权利要求2所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，所述溶剂脱脂剂为正庚烷。
4.根据权利要求2所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
(4)将经步骤(3)得到的生胚进行固化烧结：将所述生胚置于烧结炉中，以8-12℃/min的速率加热至580-620℃，保温10-20min；然后，以8-12℃/min的速率加热至1050-1200℃，保温15-25min；再以5-8℃/min的速率加热至1350-1450℃，保温60-90min，随炉冷却至80℃以下出炉。
5.根据权利要求1至4任一项所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，挤出后的所述喂料在惰性气氛中分层堆积，所述惰性气氛的温度为35-45℃。
6.根据权利要求5所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，挤出速度为3-6mm/s，所述喷嘴的挤出口的直径为0.4-0.5mm。
7.根据权利要求1所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，所述挤压机为柱塞式挤压机。
8.根据权利要求1所述的硬质合金制品的制备方法，其特征在于，所述碳化钨粉的平均粒径为0.6-1.0μm，所述钴粉的平均粒径为0.7-1.2μm。
9.采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的硬质合金制品。
10.一种制备权利要求9所述的硬质合金制品的装置，其特征在于，包括：挤压机和数控机床，所述数控机床包括可加热喷嘴，所述喷嘴为所述数控机床的执行部件并且所述喷嘴与所述数控机床的驱动部件连接，所述挤压机的物料出口与所述喷嘴通过物料管连接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109014178A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 晋城鸿刃科技有限公司 硬质合金挤压成型的制备方法
CN109943761A (zh) * 2019-03-13 2019-06-28 河源富马硬质合金股份有限公司 一种生产硬质合金棒材的挤压方法
CN110080737A (zh) * 2019-04-24 2019-08-02 西安迈瑞驰石油科技有限公司 一种井下压裂用喷嘴加工方法
CN113732289A (zh) * 2021-08-31 2021-12-03 成都岷江精密刀具有限公司 一种针对带槽型立装铣刀片的制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020187065A1 (en) * 2001-06-06 2002-12-12 Amaya Herman Ernesto Method for the rapid fabrication of mold inserts
CN104107915A (zh) * 2014-06-25 2014-10-22 陕西高华知本化工科技有限公司 基于pim技术的机柜插箱提手制造方法
CN105149619A (zh) * 2015-09-08 2015-12-16 安徽明雁齿轮有限公司 用于数控车床轴类加工的上下料装置
CN105195745A (zh) * 2015-10-10 2015-12-30 深圳艾利门特科技有限公司 一种利用粉末注射成形技术制造手机中框的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020187065A1 (en) * 2001-06-06 2002-12-12 Amaya Herman Ernesto Method for the rapid fabrication of mold inserts
CN104107915A (zh) * 2014-06-25 2014-10-22 陕西高华知本化工科技有限公司 基于pim技术的机柜插箱提手制造方法
CN105149619A (zh) * 2015-09-08 2015-12-16 安徽明雁齿轮有限公司 用于数控车床轴类加工的上下料装置
CN105195745A (zh) * 2015-10-10 2015-12-30 深圳艾利门特科技有限公司 一种利用粉末注射成形技术制造手机中框的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109014178A (zh) * 2018-08-31 2018-12-18 晋城鸿刃科技有限公司 硬质合金挤压成型的制备方法
CN109943761A (zh) * 2019-03-13 2019-06-28 河源富马硬质合金股份有限公司 一种生产硬质合金棒材的挤压方法
CN110080737A (zh) * 2019-04-24 2019-08-02 西安迈瑞驰石油科技有限公司 一种井下压裂用喷嘴加工方法
CN113732289A (zh) * 2021-08-31 2021-12-03 成都岷江精密刀具有限公司 一种针对带槽型立装铣刀片的制造方法

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