CN108339973A - 硬质合金注射成型喂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硬质合金注射成型喂料及其制备方法，包括硬质合金粉末和成型剂，该硬质合金粉末与成型剂的重量比为1：0.8～1：1.2。本发明的优点是：通过发明硬质合金注射成型喂料与生产工艺，改变了传统硬质合金，加工困难，加工周期长，加工成本高的缺憾，极大降低复杂型硬质合金零件的生产加工成本，提高国内制造业先进创新生产水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬质合金注射成型喂料及其制备方法。
背景技术
随着社会科技的不断进步与全球工业化的蓬勃发展，粉末冶金由于其诸多优点，行业发展迅速，其技术已被广泛应用于军事、交通、机械、电子、航天、航空等领域。
MIM喂料是金属注射成型产品制备的核心头段工艺，是将金属粉末与成型剂按照一定比例在一定温度条件下，在混炼制粒一体机中进行一段时间温度的混炼，再经过螺杆挤出切割制粒,制成注射成型喂料。
硬质合金材料，因制成的成品零件，具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，广泛应用用各行各业，同时也因其硬度高，传统生产加工工艺生产效率低，加工困难，加工成本高，而粉末注射成型工艺，具备先天性优势，通过模具注射成型得到毛坯，就已经完成产品全部或大部分结构，大大提高了生产效率，降低企业生产加工成本，是未来行业的一个创新发展方向。
因传统的硬质合金零件制造方法，生产效率低，加工困难加工成本高，已经完全无法满足现代社会制造业的高速发展，硬质合金注射成型喂料的发明，可以说是革新了整个硬质合金行业，通过新的工艺，新的制备方法，来达到降低成本，提高效率的制备硬质合金零件方法。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种硬质合金注射成型喂料及其制备方法，本发明的技术方案是：
一种硬质合金注射成型喂料，包括硬质合金粉末和成型剂，该硬质合金粉末与成型剂的重量比为1：0.8～1：1.2。
所述的硬质合金粉末为YG8钨钴类硬质合金粉末，粉末粒径为10～20μm，振实密度9～10g/cm3。
所的成型剂包括以下重量份的各组分，半精练石蜡24份～26份，聚丙烯蜡27份～29份，高密度聚乙烯7份～9份，聚乙二醇19份～21份，尼龙18份～20份。
所述的聚乙二醇的数均分子量2000-6000。
一种制备硬质合金注射成型喂料的方法，包括以下步骤：
S1、称重：按照配比称取各组分；
S2、喂料制备：将硬质合金粉末提前倒入捏合机混炼腔预热到200℃，启动捏合机慢速旋转，转速为5r/min，待硬质合金粉温度≥170℃后，加入成型剂，保持混炼腔温度至180℃，直到材料融化后，再恒温30min挤出切割制粒料；
S3、材料成型：将制粒料放入注射成型机中，注射至模具内成型，具体为：采用卧式注射机成型，炮筒温度设定为一段185℃、二段180℃、三段175℃、四段165℃，注射速度15mm/min,压力1500Pa；选择需要的制品模具，安装于注射成型机上，模具温度80℃～120℃，设置射出成型参数，得到相应的制品，制品密度为7.5±0.03g/cm3；
S4、脱脂烧结：将制品放入催化脱脂炉进行硝酸催化脱脂，脱脂温度120℃，硝酸流量2g/min,氮气流量2L/min,脱脂时间4～6h,脱脂结束；然后进行压力烧结，烧结压力4MPa，，温度1390℃～1450℃，保温2小时，出炉后取得硬质合金制品，密度大于14.2g/cm3。
本发明的优点是：通过发明硬质合金注射成型喂料与生产工艺，改变了传统硬质合金，加工困难，加工周期长，加工成本高的缺憾，极大降低复杂型硬质合金零件的生产加工成本，提高国内制造业先进创新生产水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1：本发明涉及一种硬质合金注射成型喂料，包括硬质合金粉末和成型剂，该硬质合金粉末与成型剂的重量比为1：0.8。
所述的硬质合金粉末为YG8钨钴类硬质合金粉末，粉末粒径为10μm，振实密度9g/cm3。
所的成型剂包括以下重量份的各组分，半精练石蜡24份，聚丙烯蜡27份，高密度聚乙烯7份，聚乙二醇19份，尼龙18份。
所述的聚乙二醇的数均分子量2000。
一种制备硬质合金注射成型喂料的方法，包括以下步骤：
S1、称重：按照配比称取各组分；
S2、喂料制备：将硬质合金粉末提前倒入捏合机混炼腔预热到200℃，启动捏合机慢速旋转，转速为5r/min，待硬质合金粉温度≥170℃后，加入成型剂，保持混炼腔温度至180℃，直到材料融化后，再恒温30min挤出切割制粒料；
S3、材料成型：将制粒料放入注射成型机中，注射至模具内成型，具体为：采用卧式注射机成型，炮筒温度设定为一段185℃、二段180℃、三段175℃、四段165℃，注射速度15mm/min,压力1500Pa；选择需要的制品模具，安装于注射成型机上，模具温度80℃，设置射出成型参数，得到相应的制品，制品密度为7.47g/cm3；
S4、脱脂烧结：将制品放入催化脱脂炉进行硝酸催化脱脂，脱脂温度120℃，硝酸流量2g/min,氮气流量2L/min,脱脂时间4h,脱脂结束；然后进行压力烧结，烧结压力4MPa，温度1390℃，保温2小时，出炉后取得硬质合金制品，密度大于14.2g/cm3。
实施例2：本发明涉及一种硬质合金注射成型喂料，包括硬质合金粉末和成型剂，该硬质合金粉末与成型剂的重量比为1：1。
所述的硬质合金粉末为YG8钨钴类硬质合金粉末，粉末粒径为15μm，振实密度10g/cm3。
所的成型剂包括以下重量份的各组分，半精练石蜡25份，聚丙烯蜡28份，高密度聚乙烯8份，聚乙二醇20份，尼龙19份。
所述的聚乙二醇的数均分子量4000。
一种制备硬质合金注射成型喂料的方法，包括以下步骤：
S1、称重：按照配比称取各组分；
S2、喂料制备：将硬质合金粉末提前倒入捏合机混炼腔预热到200℃，启动捏合机慢速旋转，转速为5r/min，待硬质合金粉温度≥170℃后，加入成型剂，保持混炼腔温度至180℃，直到材料融化后，再恒温30min挤出切割制粒料；
S3、材料成型：将制粒料放入注射成型机中，注射至模具内成型，具体为：采用卧式注射机成型，炮筒温度设定为一段185℃、二段180℃、三段175℃、四段165℃，注射速度15mm/min,压力1500Pa；选择需要的制品模具，安装于注射成型机上，模具温度100℃，设置射出成型参数，得到相应的制品，制品密度为7.5g/cm3；
S4、脱脂烧结：将制品放入催化脱脂炉进行硝酸催化脱脂，脱脂温度120℃，硝酸流量2g/min,氮气流量2L/min,脱脂时间5h,脱脂结束；然后进行压力烧结，烧结压力4MPa，温度1400℃，保温2小时，出炉后取得硬质合金制品，密度大于14.2g/cm3。
实施例3：本发明涉及一种硬质合金注射成型喂料，包括硬质合金粉末和成型剂，该硬质合金粉末与成型剂的重量比为1：1.2。
所述的硬质合金粉末为YG8钨钴类硬质合金粉末，粉末粒径为20μm，振实密度10g/cm3。
所的成型剂包括以下重量份的各组分，半精练石蜡26份，聚丙烯蜡29份，高密度聚乙烯9份，聚乙二醇21份，尼龙20份。
所述的聚乙二醇的数均分子量6000。
一种制备硬质合金注射成型喂料的方法，包括以下步骤：
S1、称重：按照配比称取各组分；
S2、喂料制备：将硬质合金粉末提前倒入捏合机混炼腔预热到200℃，启动捏合机慢速旋转，转速为5r/min，待硬质合金粉温度≥170℃后，加入成型剂，保持混炼腔温度至180℃，直到材料融化后，再恒温30min挤出切割制粒料；
S3、材料成型：将制粒料放入注射成型机中，注射至模具内成型，具体为：采用卧式注射机成型，炮筒温度设定为一段185℃、二段180℃、三段175℃、四段165℃，注射速度15mm/min,压力1500Pa；选择需要的制品模具，安装于注射成型机上，模具温度120℃，设置射出成型参数，得到相应的制品，制品密度为7.53g/cm3；
S4、脱脂烧结：将制品放入催化脱脂炉进行硝酸催化脱脂，脱脂温度120℃，硝酸流量2g/min,氮气流量2L/min,脱脂时间6h,脱脂结束；然后进行压力烧结，烧结压力4MPa，，温度1450℃，保温2小时，出炉后取得硬质合金制品，密度大于14.2g/cm3。
实验效果：
通过原料和注射优势，在成型阶段就已经完成产品95%以上的结构外型，大量减少了产品的后加工量，降低成本，提升效率。
Claims (5)
1.一种硬质合金注射成型喂料，其特征在于，包括硬质合金粉末和成型剂，该硬质合金粉末与成型剂的重量比为1：0.8～1：1.2。
2.根据权利要求1所述的一种硬质合金注射成型喂料，其特征在于，所述的硬质合金粉末为YG8钨钴类硬质合金粉末，粉末粒径为10～20μm，振实密度9～10g/cm3。
3.根据权利要求1所述的一种硬质合金注射成型喂料，其特征在于，所的成型剂包括以下重量份的各组分，半精练石蜡24份～26份，聚丙烯蜡27份～29份，高密度聚乙烯7份～9份，聚乙二醇19份～21份，尼龙18份～20份。
4.根据权利要求2所述的一种硬质合金注射成型喂料，其特征在于，所述的聚乙二醇的数均分子量2000-6000。
5.一种制备权利要求1至4任意一项硬质合金注射成型喂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、称重：按照配比称取各组分；
S2、喂料制备：将硬质合金粉末提前倒入捏合机混炼腔预热到200℃，启动捏合机慢速旋转，转速为5r/min，待硬质合金粉温度≥170℃后，加入成型剂，保持混炼腔温度至180℃，直到材料融化后，再恒温30min挤出切割制粒料；
S3、材料成型：将制粒料放入注射成型机中，注射至模具内成型，具体为：采用卧式注射机成型，炮筒温度设定为一段185℃、二段180℃、三段175℃、四段165℃，注射速度15mm/min,压力1500Pa；选择需要的制品模具，安装于注射成型机上，模具温度80℃～120℃，设置射出成型参数，得到相应的制品，制品密度为7.5±0.03g/cm3；
S4、脱脂烧结：将制品放入催化脱脂炉进行硝酸催化脱脂，脱脂温度120℃，硝酸流量2g/min,氮气流量2L/min,脱脂时间4～6h,脱脂结束；然后进行压力烧结，烧结压力4MPa，，温度1390℃～1450℃，保温2小时，出炉后取得硬质合金制品，密度大于14.2g/cm3。
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