CN110919008A - 一种金属注射成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属注射成型工艺，涉及金属材料加工技术领域。解决了现有技术中存在的烧结时间过长影响生产效率的技术问题。包括以下具体步骤：a.配料；b.造粒；c.成型；d.脱脂；e.热脱；f.烧结，通过在脱脂工序和烧结工序之间加入热脱工序，将脱脂炉中脱脂后得到的产品放入热脱炉中，热脱工序能够去除掉剩余的塑胶，使尺寸稳定，降低碳含量，成品率更高，同时，产品经过热脱后再进行烧结可大大减少烧结所需要的时间，有效的提高了产能。

Description

一种金属注射成型工艺
技术领域
本发明涉及金属材料加工技术领域，尤其是涉及一种金属注射成型工艺。
背景技术
金属注射成型是一种从塑料注射成型行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成型技术，众所周知，塑料注射成型技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品，但塑料制品强度不高，为了改善其性能，可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度较高、耐磨性好的制品，该技术率先由美国加州Parmatech公司于上世纪(1973)年发明，八十年代初在欧美及日本等得到广泛应用，这种技术具有工艺步骤少、无需切削或少量切削和经济效益高的长处，并且能够克服传统的粉末冶金工艺制品密度低、材质不均匀、机械物理性能差、不易成型等欠缺。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的金属注射成型工艺，无法进行有效的脱脂以完全除去粘结剂，并且由此导致烧结时间过长，影响生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属注射成型工艺，以解决现有技术中存在的烧结时间过长影响生产效率的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种金属注射成型工艺，包括以下具体步骤：
步骤a.配料：将金属粉末和塑胶按照比例称重，投放到密炼机中对金属粉末和塑胶进行混练；
步骤b.造粒：将步骤a中得到的混合物投入制粒设备，形成喂料；
步骤c.成型：将步骤b中得到的喂料投放到注塑机中，将产品模具装配到注塑机上，将熔融状态的喂料注射到模具的模腔内，开模取出产品；
步骤d.脱脂：将步骤c中得到的产品放入脱脂炉中进行脱脂，去除90％的塑胶；
步骤e.热脱：将步骤d中脱脂后的产品放入到热脱炉中，去除剩余10％塑胶；
步骤f.烧结：将步骤e中得到的产品放入真空烧结炉中进行高温烧结，制得成品。
优选地，步骤e中的所述热脱炉包括传送系统和炉体，步骤d中脱脂后的产品放置在热脱舟中，所述热脱舟放置在所述传送系统上，所述炉体包括进炉口和出炉口，所述传送系统带动所述热脱舟从所述进炉口进入所述炉体内并从所述出炉口离开所述炉体，所述进炉口上设置有进气口。
优选地，所述炉体内设置有六个发热体，所述炉体被六个所述发热体划分成六个温区，每个所述温区内均设置有一个热电偶。
优选地，所述传送系统包括马达、主动轮、从动轮和网带链条，所述马达带动所述主动轮转动，所述主动轮与所述从动轮相啮合以带动所述从动轮转动，所述从动轮转动带动所述网带链条移动，所述热脱舟放置在所述网带链条上，所述网带链条移动带动所述热脱舟从所述进炉口进入所述炉体内并从所述出炉口离开所述炉体。
优选地，所述传送系统还包括支撑轮和压紧轮，所述支撑轮和所述压紧轮将所述网带链条支撑和压紧以形成循环结构。
优选地，步骤e中热脱炉的使用还包括以下具体步骤：
步骤e1.打开进炉口上的进气口阀门，向炉膛内充入氮气；
步骤e2.将炉体内六个温区的温度依次调整为150℃、200℃、300℃、400℃、450℃、550℃；
步骤e3.待温度上升为设定值时，将步骤d中脱脂后的产品摆放在热脱舟内；
步骤e4.将热脱舟摆放在传送系统上，从进炉口自动进入，从出炉口自动流出，完成热脱处理。
优选地，步骤c中注塑机的加热温度为180℃，模具的加热温度为120℃。
优选地，步骤f中真空烧结炉的烧结温度为1350℃。
优选地，步骤e2中每个温区的温度公差均为±20℃。
优选地，步骤e4中传送系统的移动速度为65mm/min-70mm/min。
本发明的有益效果为：通过在脱脂工序和烧结工序之间加入热脱工序，将脱脂炉中脱脂后得到的产品放入热脱炉中，热脱工序能够去除掉剩余的塑胶，使尺寸稳定，降低碳含量，成品率更高，同时，产品经过热脱后再进行烧结可大大减少烧结所需要的时间，有效的提高了产能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明金属注射成型工艺的流程图；
图2是本发明金属注射成型工艺中热脱炉的结构图；
图3是本发明金属注射成型工艺中未增加热脱工艺的表格；
图4是本发明金属注射成型工艺中增加热脱工艺后的表格。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种金属注射成型工艺，包括以下具体步骤：
步骤a.配料：将金属粉末和塑胶按照比例称重，将称好的粉末和塑胶投放到密炼机中，密炼机加热到180度后对塑胶和粉末进行混练1小时；
步骤b.造粒：将步骤a中得到的混合物投入制粒设备，形成喂料；
步骤c.成型：将步骤b中得到的喂料投放到注塑机中，将产品模具装配到注塑机上，将注塑机的加热温度设置为180℃，将模具的加热温度设置为120℃，使喂料熔断且具有流动性，然后将熔融状态的喂料注射到模具的模腔内，冷却后开模取出产品，注射成型的目的是获得无缺陷、颗粒均匀排列的成形坯体；
步骤d.脱脂：脱脂工序将产品体内所含有的粘接剂如本实施例中使用的塑胶去除，本实施例中，将步骤c中得到的产品放入脱脂炉中进行脱脂，能够去除90％的塑胶，使尺寸稳定，降低碳含量，成品率更高。
步骤e.热脱：将步骤d中脱脂后的产品放入到热脱炉中，去除剩余10％塑胶，虽然步骤d中的脱脂炉主要对产品进行脱脂处理，但是无法将塑胶取出干净，所以使用热脱机对产品进行热脱处理，产品经热脱后再进行烧结，可大大减少烧结所需要的时间，有效提高产能；
步骤f.烧结：将步骤e中得到的产品放入真空烧结炉中进行高温烧结，制得成品，真空烧结炉的烧结温度为1350℃，烧结作为最后一步工序，能够烧结消除了粉末颗粒之间的孔隙.使得产品达到全致密或接近全致密化。
作为可选地实施方式，参照附图2，步骤e中提到的热脱炉，主要结构包括传送系统1和炉体2，步骤d中脱脂后的产品放置在热脱舟3中，热脱舟3是专门用于承载产品的，热脱舟3放置在传送系统1上，炉体2包括进炉口4和出炉口5，传送系统1带动热脱舟3从进炉口4进入炉体2内并从出炉口5离开炉体2，进炉口4上设置有进气口6，进气口6能够充入氮气进入炉体2内部。
作为可选地实施方式，炉体2内设置有六个发热体21，炉体2被六个发热体21划分成六个温区，即一温区、二温区、三温区、四温区、五温区和六温区，每个温区内均设置有一个热电偶22，热电偶22是一种常用的测温元件，能够感应每个温区的实时温度，六个温区的温度依次调整为150℃(一温区)、200℃(二温区)、300℃(三温区)、400℃(四温区)、450℃(五温区)、550℃(六温区)，通过设置六个温区且温度逐渐升高，传送系统1带动热脱舟3和热脱舟3上的产品依次通过六个温区，能够对产品中残余的塑胶给予热辐射和烧化，让残余塑胶吸收热量达到融化的温度后塑胶就烧损挥发，能够快速的去除产品中的残余10％塑胶。
作为可选地实施方式，传送系统1包括马达11、主动轮12、从动轮13、网带链条14、支撑轮15和压紧轮16，马达11带动主动轮12转动，主动轮与从动轮相啮合以带动从动轮13转动，从动轮13、支撑轮15和压紧轮16共同将网带链条14支撑起来形成循环结构，并通过从动轮13的转动带动网带链条14做循环往复的移动，热脱舟3放置在网带链条14上，网带链条14移动能够带动热脱舟3从进炉口4进入炉体2内并从出炉口5离开炉体2，其中网带链条14的移动速度为65mm/min至70mm/min，使用此范围内的配速4小时即可完成热脱工序。
作为可选地实施方式，步骤e中热脱炉的使用还包括以下具体步骤：
步骤e1.打开进炉口上的进气口阀门，向炉膛内充入氮气；
步骤e2.将炉体内六个温区的温度依次调整为150℃、200℃、300℃、400℃、450℃、550℃，每个温区的温度公差均为±20℃。；
步骤e3.待温度上升为设定值时，将步骤d中脱脂后的产品摆放在热脱舟内；
步骤e4.将热脱舟摆放在传送系统上，从进炉口自动进入，从出炉口自动流出，完成热脱处理。
附图3和附图4是以生产材料Fe50Ni电磁阀安装板为例的一组实验数据，其中，附图3显示了未增加热脱工艺的烧结过程，全程需要24.9小时，附图4显示了增加热脱工艺后的烧结过程，经过改良工艺增加热脱工艺后烧结时间需要15.5小时，相比于附图3的烧结过程，时间缩短了9.4小时，由此可知使用热脱机对产品进行热脱处理后再进行烧结，可大大减少烧结所需要的时间，有效提高产能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种金属注射成型工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：
步骤a.配料：将金属粉末和塑胶按照比例称重，投放到密炼机中对金属粉末和塑胶进行混练；
步骤b.造粒：将步骤a中得到的混合物投入制粒设备，形成喂料；
步骤c.成型：将步骤b中得到的喂料投放到注塑机中，将产品模具装配到注塑机上，将熔融状态的喂料注射到模具的模腔内，开模取出产品；
步骤d.脱脂：将步骤c中得到的产品放入脱脂炉中进行脱脂，去除90％的塑胶；
步骤e.热脱：将步骤d中脱脂后的产品放入到热脱炉中，去除剩余10％塑胶；
步骤f.烧结：将步骤e中得到的产品放入真空烧结炉中进行高温烧结，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：步骤e中的所述热脱炉包括传送系统和炉体，步骤d中脱脂后的产品放置在热脱舟中，所述热脱舟放置在所述传送系统上，所述炉体包括进炉口和出炉口，所述传送系统带动所述热脱舟从所述进炉口进入所述炉体内并从所述出炉口离开所述炉体，所述进炉口上设置有进气口。
3.根据权利要求2所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：所述炉体内设置有六个发热体，所述炉体被六个所述发热体划分成六个温区，每个所述温区内均设置有一个热电偶。
4.根据权利要求2所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：所述传送系统包括马达、主动轮、从动轮和网带链条，所述马达带动所述主动轮转动，所述主动轮与所述从动轮相啮合以带动所述从动轮转动，所述从动轮转动带动所述网带链条移动，所述热脱舟放置在所述网带链条上，所述网带链条移动带动所述热脱舟从所述进炉口进入所述炉体内并从所述出炉口离开所述炉体。
5.根据权利要求4所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：所述传送系统还包括支撑轮和压紧轮，所述支撑轮和所述压紧轮将所述网带链条支撑和压紧以形成循环结构。
6.根据权利要求3所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：步骤e中热脱炉的使用还包括以下具体步骤：
步骤e1.打开进炉口上的进气口阀门，向炉膛内充入氮气；
步骤e2.将炉体内六个温区的温度依次调整为150℃、200℃、300℃、400℃、450℃、550℃；
步骤e3.待温度上升为设定值时，将步骤d中脱脂后的产品摆放在热脱舟内；
步骤e4.将热脱舟摆放在传送系统上，从进炉口自动进入，从出炉口自动流出，完成热脱处理。
7.根据权利要求1所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：步骤c中注塑机的加热温度为180℃，模具的加热温度为120℃。
8.根据权利要求1所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：步骤f中真空烧结炉的烧结温度为1350℃。
9.根据权利要求6所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：步骤e2中每个温区的温度公差均为±20℃。
10.根据权利要求6所述的一种金属注射成型工艺，其特征在于：步骤e4中传送系统的移动速度为65mm/min-70mm/min。
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