CN110202153A - 一种异形产品的mim加工制备方法 - Google Patents

一种异形产品的mim加工制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110202153A
CN110202153A CN201910538206.2A CN201910538206A CN110202153A CN 110202153 A CN110202153 A CN 110202153A CN 201910538206 A CN201910538206 A CN 201910538206A CN 110202153 A CN110202153 A CN 110202153A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mim
special
shaped product
preparation
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910538206.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110202153B (zh
Inventor
安利平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Rich Hi Tech Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Shanghai Rich Hi Tech Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Rich Hi Tech Ltd By Share Ltd filed Critical Shanghai Rich Hi Tech Ltd By Share Ltd
Priority to CN201910538206.2A priority Critical patent/CN110202153B/zh
Publication of CN110202153A publication Critical patent/CN110202153A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110202153B publication Critical patent/CN110202153B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F2003/1042—Sintering only with support for articles to be sintered

Abstract

本发明公开了一种异形产品的MIM加工制备方法，涉及粉末冶金技术领域，包括有如下步骤：S1.选取符合MIM要求的金属粉末与粘结剂混合制备得到均匀喂料；S2.注射高温喂料至模具内并冷却得到成形坯体；S3.对成形坯体进行非溶剂脱脂处理得到脱脂坯体；S4.烧结脱脂坯体并制备得到烧结坯体。采用高温喂料注射代替低温喂料注射，且制备得到的成形坯体进行非溶剂脱脂处理，则脱脂处理后的产品不容易发生形变问题，承载力和保形性较好。实现了通过MIM工艺制备一体式产品的目的，解决了传统装配体因装配不牢固而产生开裂现象的问题。

Description

一种异形产品的MIM加工制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是涉及一种异形产品的MIM加工制备方法。
背景技术
金属注射成形（MetalInjectionMolding，简称为MIM），是一种新型粉末冶金近净成形技术，用于制造高质量精密零部件或者形状结构复杂的小型金属零部件，具有常规粉末冶金、机加工和精密铸造方法无法比拟的优势，易于实现大批量、规模化生产。
在现有技术中，采用17-4PH不锈钢材料制作汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件时，需要分别单独成形各个零部件（第一零部件1、第二零部件2以及第三零部件3的结构、形状如图5-7所示），再通过专用铆接设备完成各零部件的组装。但是，装配体对于各部位尺寸的精度要求高，导致装配体容易出现受力不牢固而开裂的现象，现有技术存在可改进之处。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种异形产品的MIM加工制备方法，通过MIM工艺一体成型汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件，从而达到解决异形产品因装配不牢固而产生开裂现象的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种异形产品的MIM加工制备方法，包括有如下步骤：S1.选取符合MIM要求的金属粉末与粘结剂混合制备得到均匀喂料；S2.注射高温喂料至模具内并冷却得到成形坯体；S3.对成形坯体进行非溶剂脱脂处理得到脱脂坯体；S4.烧结脱脂坯体并制备得到烧结坯体。
通过采用上述技术方案，因为由低温料注射成形得到的成形坯体需要进行溶剂脱脂处理，导致产品本身抗塑性形变能力弱。在脱脂过程中产品就已经发生了形变，产品非支撑面的各部位变形严重，且各个方向扭曲没有规律，需要结合校形和机加工等进行修复，但是由于17-4PH不锈钢材料的本身特性，壁厚的部位难以整形到位，且容易产生内应力而导致裂纹产生，主机厂装车有风险隐患，不能接受。采用高温喂料注射代替低温喂料注射，则制备得到的成形坯体可进行非溶剂脱脂处理，例如：气氛热脱脂、真空热脱脂、氧化脱脂以及催化脱脂等，则脱脂处理后的产品不容易发生形变问题，承载力和保形性较好，实现了通过MIM工艺制备一体式产品的目的，解决了传统装配体因装配不牢固而产生开裂现象的问题。
本发明进一步设置为：在步骤S2中采用双穴模具制备成形坯体。
通过采用上述技术方案，可以同时完成两件汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件的成形制备作业，有利于提高生产加工作业效率。
本发明进一步设置为：模具的双穴由浇道相连通，且由模具的单侧向模具的双穴注射高温喂料。
通过采用上述技术方案，采用单侧注射的喂料注射模式，可避免双侧注射喂料造成的对流干扰，提高产品成型质量，即克服注射坯体各点密度不同而造成的产品变形和注射不满、缩水以及黑纹等缺陷。
本发明进一步设置为：模具的喂料注射口开设于成形坯体壁厚的一端。
通过采用上述技术方案，从坯体壁厚的一端进胶，可以有效改善坯件填充不均匀以及流道过长（因为两成形坯体壁厚两端之间的距离相对较短）的缺点。
本发明进一步设置为：在异形产品的过渡部位处增加R角。
通过采用上述技术方案，增加异形产品过渡部位处的R角，预防各连接部位结合处产生注射应力，进而达到加强产品承载力以及保形性的目的。
本发明进一步设置为：在步骤S4中，采用专用烧结支撑板支撑固定烧结坯体，且专用烧结支撑板上位于烧结坯体的悬空处设置有烧结支撑台阶，烧结支撑台阶填充支撑烧结坯体与专用烧结支撑板之间的悬空空间。
通过采用上述技术方案，由于异形产品的体积较大，其烧结悬空变形非常严重，且后续难以补救，而采用带有烧结支撑台阶的烧结支撑板支撑产品，可有效避免悬空处由于自重力的影响而产生的不规律变形，加强产品保形性。
本发明进一步设置为：多个烧结支撑台阶相配合定位烧结坯体。
通过采用上述技术方案，烧结支撑台阶还可起到定位和固定烧结坯体（即异形产品）的作用，既便于操作人员准确摆放上料，同时也有利于提高产品烧结的质量。
本发明进一步设置为：减小异形产品主梁外形尺寸0.07mm。
通过采用上述技术方案，因为烧结支撑板与异形产品接触面之间的摩擦力相对较大，会对异形产品烧结的缩水量产生不规律影响，因此通过减小异形产品主梁外形尺寸0.07mm的方式，即在模具上减小该位置处缩水量0.07mm，以达到弥补摩擦力对异形产品烧结缩水量影响的目的。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一：实现了MIM工艺制备三维形状复杂的一体式异形产品的目的，代替了传统三维形状复杂的组装件，对于产品质量控制和成本降低具有重要意义；
其二：解决了因装配不牢固的原因以及整形产生的内应力影响，产品在使用过程中发生断裂或变形而导致整车系统失效的问题；
其三：产品不用整形和机加工，减少制程工艺及原材料浪费，节约了制造成本，产品成本降低约65%。
附图说明
图1是异形产品的MIM加工制备方法流程框图；
图2是一体式汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件结构示意图；
图3是完成注射成形作业后的两成形坯体结构示意图；
图4是主要用于展示产品与烧结支撑板的支撑结构示意图；
图5是现有技术中，汽车变速箱换挡连接杆受力部件的第一零部件结构示意图；
图6是现有技术中，汽车变速箱换挡连接杆受力部件的第二零部件结构示意图；
图7是现有技术中，汽车变速箱换挡连接杆受力部件的第三零部件结构示意图。
附图标记：1、第一零部件；2、第二零部件；3、第三零部件；4、浇道体；5、R角；6、烧结支撑板；7、烧结支撑台阶；8、主梁。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
结合图1和图2所示，一种异形产品的MIM加工制备方法，通过MIM工艺制备一体式的汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件，取代传统的先分体成型再装配的加工制备方法，以解决装配式的汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件容易出现受力不牢固而开裂的问题，同时提高产品的承载力和保形性，并降低生产成本。
首先，制备含有17-4PH不锈钢粉末的混合原料粉末，需要选取合适的原料粉末配比，并可通过球磨机球磨使得原料粉末混合均匀，同时需要注意控制球磨机的球磨转速和球磨时间；然后，将合适的粘结剂与混合均匀的原料粉末按照配比投入捏合机中混炼，同时需要注意控制混炼温度和混炼时间；最后通过挤出机制备得到MIM加工所需要的喂料。
完成喂料的制备作业后，即可进行注射成形作业，通过注射机将喂料加热至流态，并将流态的喂料注射入模具内成形得到成形坯体，且在注射喂料的过程中需要注意控制注射温度、注射速度、注射压力以及模具温度等因素。为了提高产品生产作业的效率，采用双穴模具同时完成两件产品的注射成形，且模具的双穴由中间的浇道相连通，浇道设置为弯曲结构，浇道体4（分模后浇道处成形的结构体，可参照图3所示）的两端分别与两成形坯体相靠近的一侧连通，以达到缩短浇道的目的；同时，双穴模具采取单侧注射高温喂料的注射方式，且双穴模具的喂料注射口开设于成形坯体壁厚的一端，以改善成形坯体填充不均匀及流道过长的特点，并克服成形坯体因各点密度差异而造成的产品变形和注射不满、缩水、黑纹等缺陷。
为了达到进一步提高产品承载力的目的，在产品的各连接过渡部位处增加R角5，以预防各连接部位结合处所产生的注射应力，提高产品的保形性。
完成高温喂料注射成形作业后，采用非溶剂脱脂处理成形坯体并制备得到脱脂坯体，可以有效避免产品各部位变形或者裂纹的产生，且非溶剂脱脂处理方式包括有气氛热脱脂、真空热脱脂、氧化脱脂以及催化脱脂等，在由17-4PH不锈钢材料制备而成的汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件中，可采用催化脱脂完成脱脂处理作业，具体所采用的脱脂处理方法由喂料成分组成确定，且需要控制脱脂处理时间和脱脂处理温度。
完成催化脱脂处理后，可采用真空批次炉完成产品的烧结作业并制备得到烧结坯体，在此过程中，需要注意控制烧结温度、烧结时间以及烧结氛围。如图4所示，在烧结作业中，需要采用专用的烧结支撑板6支撑固定烧结坯体，烧结支撑板6上一体成形有烧结支撑台阶7，在烧结汽车变速箱换挡连接拉杆受力部件时，烧结支撑台阶7的数量设置为三个，且每个烧结支撑台阶7分别嵌设支撑于相对应的悬空空间（即产品突出结构与烧结支撑板6之间的悬空空间）内，并相配合起到定位固定待烧结产品的作用。
因为烧结支撑板6与异形产品接触面之间的摩擦力相对较大，会对异形产品烧结的缩水量产生不规律影响，因此通过减小异形产品主梁8外形尺寸0.07mm的方式，即在模具上减小该位置处缩水量0.07mm，以达到弥补摩擦力对异形产品烧结缩水量影响的目的。
下面结合具体流程和原理对本发明作进一步阐述：
S1.选取符合MIM要求的金属粉末球磨制备得到原料粉末，再混炼原料粉末与粘结剂制备得到均匀喂料；S2.注射高温流态喂料至双穴模具内并冷却得到成形坯体，去除流道体并精修两成形坯体；S3.对成形坯体进行催化脱脂处理得到脱脂坯体；S4.将脱脂坯体固定于烧结支撑板6上，并利用真空批次炉烧结脱脂坯体并制备得到烧结坯体。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本发明做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：包括有如下步骤：
S1.选取符合MIM要求的金属粉末与粘结剂混合制备得到均匀喂料；
S2.注射高温喂料至模具内并冷却得到成形坯体；
S3.对成形坯体进行非溶剂脱脂处理得到脱脂坯体；
S4.烧结脱脂坯体并制备得到烧结坯体。
2.根据权利要求1所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：在步骤S2中采用双穴模具制备成形坯体。
3.根据权利要求2所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：模具的双穴由浇道相连通，且由模具的单侧向模具的双穴注射高温喂料。
4.根据权利要求3所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：模具的喂料注射口开设于成形坯体壁厚的一端。
5.根据权利要求1所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：在异形产品的过渡部位处增加R角（5）。
6.根据权利要求1所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：在步骤S4中，采用专用烧结支撑板（6）支撑固定烧结坯体，且专用烧结支撑板（6）上位于烧结坯体的悬空处设置有烧结支撑台阶（7），烧结支撑台阶（7）填充支撑烧结坯体与专用烧结支撑板（6）之间的悬空空间。
7.根据权利要求6所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：多个烧结支撑台阶（7）相配合定位烧结坯体。
8.根据权利要求6所述的一种异形产品的MIM加工制备方法，其特征在于：减小异形产品主梁（8）外形尺寸0.07mm。
CN201910538206.2A 2019-06-20 2019-06-20 一种异形产品的mim加工制备方法 Active CN110202153B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910538206.2A CN110202153B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 一种异形产品的mim加工制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910538206.2A CN110202153B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 一种异形产品的mim加工制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110202153A true CN110202153A (zh) 2019-09-06
CN110202153B CN110202153B (zh) 2021-07-06

Family

ID=67793663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910538206.2A Active CN110202153B (zh) 2019-06-20 2019-06-20 一种异形产品的mim加工制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110202153B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110976885A (zh) * 2019-12-03 2020-04-10 金上晋科技(深圳)有限公司 一种中空金属成型工艺
CN111558719A (zh) * 2020-06-11 2020-08-21 福立旺精密机电（中国）股份有限公司 一种异形件的加工方法
CN112247150A (zh) * 2020-09-30 2021-01-22 东风商用车有限公司 一种金属注射成形同步器托柱及其工艺方法
CN112743081A (zh) * 2020-12-14 2021-05-04 广州市天鹰精密工具有限公司 一种髋臼锉用十字架的制造方法及髋臼锉用十字架
WO2023285657A1 (de) * 2021-07-16 2023-01-19 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Verfahren zum sintern einer baugruppe und eine baugruppe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202897A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-30 Clark Ian Sidney Rex Powder injection molded metal product and process
CN202781598U (zh) * 2012-07-23 2013-03-13 浙江申达机器制造股份有限公司 一种双模同步注射成型机
CN105108154A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 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备异形复杂零件的方法
CN205668372U (zh) * 2016-05-26 2016-11-02 宏利科技(苏州)有限公司 一种薄壁型产品双模合成注塑成型系统
CN208133456U (zh) * 2018-03-14 2018-11-23 广东伟达智能装备股份有限公司 双模直压式注塑成型机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030202897A1 (en) * 2002-04-29 2003-10-30 Clark Ian Sidney Rex Powder injection molded metal product and process
CN202781598U (zh) * 2012-07-23 2013-03-13 浙江申达机器制造股份有限公司 一种双模同步注射成型机
CN105108154A (zh) * 2015-09-21 2015-12-02 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备异形复杂零件的方法
CN205668372U (zh) * 2016-05-26 2016-11-02 宏利科技(苏州)有限公司 一种薄壁型产品双模合成注塑成型系统
CN208133456U (zh) * 2018-03-14 2018-11-23 广东伟达智能装备股份有限公司 双模直压式注塑成型机

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110976885A (zh) * 2019-12-03 2020-04-10 金上晋科技(深圳)有限公司 一种中空金属成型工艺
CN111558719A (zh) * 2020-06-11 2020-08-21 福立旺精密机电（中国）股份有限公司 一种异形件的加工方法
CN112247150A (zh) * 2020-09-30 2021-01-22 东风商用车有限公司 一种金属注射成形同步器托柱及其工艺方法
CN112743081A (zh) * 2020-12-14 2021-05-04 广州市天鹰精密工具有限公司 一种髋臼锉用十字架的制造方法及髋臼锉用十字架
CN112743081B (zh) * 2020-12-14 2023-01-17 广州市天鹰精密工具有限公司 一种髋臼锉用十字架的制造方法及髋臼锉用十字架
WO2023285657A1 (de) * 2021-07-16 2023-01-19 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Verfahren zum sintern einer baugruppe und eine baugruppe

Also Published As

Publication number Publication date
CN110202153B (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110202153A (zh) 一种异形产品的mim加工制备方法
CN110480016B (zh) 一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法
CN105618765A (zh) 一种mim注塑坯与金属制品的共同烧结成型工艺
CN106513685B (zh) 一种粉末近熔融态热等静压净成形方法
CN104028699B (zh) 一种导叶内环分体组合式空心陶瓷型芯的制备方法
CN105170978B (zh) 连接界面具有梯度渐变结构的同质包套热等静压成形方法
CN102962455B (zh) 一种粉末冶金注射成型工艺
CN101555937B (zh) 一种铁基梯度结构齿轮及其制备方法
CN110548856B (zh) 一种铝合金壳体铸件的复合铸型及其成型方法
CN103658545B (zh) 一种横梁式盐芯压制模具及其制造盐芯的方法
CN102428258A (zh) 用于增压器的叶轮的制造方法
CN104308163A (zh) 一种螺杆的粉末注塑成型方法及螺杆制件
CN101564809B (zh) 一种包覆结构金属零部件的制备方法
CN104972063A (zh) 一种熔模精密铸造蜡模的制备方法
CN100580850C (zh) 陶瓷金卤灯单体电弧管壳的制造方法
CN102717026A (zh) 一种填充金属粉浆料的光固化模具及其制作方法
CN204867261U (zh) 大型轴颈类锻件锻造模具
WO2010135859A1 (zh) 金属陶瓷材料的精密成型方法
CN107321990B (zh) 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
CN112427639B (zh) 一种316l不锈钢的mim烧结工艺
CN104532040A (zh) 一种硬质合金复合成型方法
CN109128101B (zh) 一种钛合金粉铸耦合成形方法
CN112247150A (zh) 一种金属注射成形同步器托柱及其工艺方法
CN104149161A (zh) 陶瓷注射成型模具
CN203317512U (zh) 陶瓷注射成型模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant