CN111299590A - 一种mim 316l不锈钢高光表壳制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，包括以下步骤，混料：整个混料过程随着温度的不断上升，成型剂逐渐由固态变成玻璃态→高弹态→到最后的粘流态，加热熔化后的粘流态成型剂伴随着混合机的持续旋转，粘流态的成型剂与金属粉末，两者互相掺合在一起，放大后的状态为每一个单体颗粒粉末表面，都有均匀涂覆粘流态的成型剂。该MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法利用合理的脱脂工艺参数，把胚体脱脂率做到一个较高水平，最大化的去除胚体内部的成型剂，当产品在烧结的时候，产品内部成型剂在烧结预烧脱脂段被完全去除，继续升温烧结后，粉末颗粒表面液相互相粘合，最后形成高致密316L不锈钢产品。

Description

一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法

技术领域

本发明涉及不锈钢生产工艺技术领域，具体为一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法。

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，粉末冶金注射成型工艺由于其诸多优点，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。

不锈钢一直是粉末冶金注射成型领域应用最广泛的金属材料之一，特别是316L不锈钢，因有着良好的延长性与外观效果，在金属装饰件与穿戴产品市场有着非常高的市场份额，传统粉末冶金生产工艺，因材料性能，已及制程能力等因素的制约，很难制得高密度316L产品，众所周知密度与致密性是呈正比关系，产品密度越高致密性也就越高，产品内部孔隙也就越来越少， 316L材料手表壳产品，因为穿戴类外观件，对产品的外观要求非常高，一般都是需要精抛至高光效果，现有粉末冶金工艺制备方法，因制成的产品密度较低，产品致密性差，产品内部孔隙度大，成品良率非常低，无法达到大批量生产条件。

所以我们提出了一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上粉末冶金工艺制备方法制成的产品成品良率非常低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，包括如下步骤：

S1：混料：混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，再混炼制粒一体机中进行一定时间温度的旋转混合，熔化后经螺杆挤出刀片切割成粒，获取一颗颗注射成型颗粒喂料的过程，整个混料过程随着温度的不断上升，成型剂逐渐由固态变成玻璃态→高弹态→到最后的粘流态，加热熔化后的粘流态成型剂伴随着混合机的持续旋转，粘流态的成型剂与金属粉末，两者互相掺合在一起，放大后的状态为每一个单体颗粒粉末表面，都有均匀涂覆粘流态的成型剂；

S2：成型：喂料经过注射机炮筒的加温熔化后，在内部注射螺杆高压高速的推进下，充入产品模具型腔的过程，因注射材料流道，射咀、热机咀以及进胶口的通道较小，摩擦剪切下，喂料极易分解产生大量气体与碳化物，产品型腔排气槽以无法满足大量气体排出，型腔压力越来越高，喂料很难在型腔内均匀充填，最后导致产品出现密度不均匀、密度偏低、产品内部碳化物较多等缺陷，严重影响产品烧结后密度，本发明方法为，注射通道在现有模流分析后实际的标准的情况下，进行加大，所有流道最小截面积，加大1.5 倍，流道加大后有利于喂料的流通，因有着较大的通道，喂料不易在注射的高温高速时分解，可以轻松制得高密度、均匀性胚体；

S3：脱脂：将成型好的表壳产品，置于氧化铝陶瓷板上，装入催化脱脂炉内，脱脂工艺参数为：脱脂温度110℃，氮气流量5L/min，进硝酸量2g/min，催化时间4小时，设备程序运行完成后，取出表壳产品，产品重量损失≥7.8％即为合格，现有生产工艺脱脂率为≥7.2％，因产品在烧结前，脱脂率偏低，烧结过程中，产品容易产生成型剂排除不彻底，产品外表面液相结合后，内部高分子无法排出，导致被困内部，继续高温烧结后，内部无法排出的高分子成型剂，被碳化，产品抛光后内部形成很多砂眼，孔洞；

S4：烧结：脱脂合格后的表壳产品转入，粉末冶金MIM烧结炉内，进行烧结，烧结程序运行完成后，取出表壳产品，用密度计测量产品胚密度，烧结后表壳产品密度≥7.95g/cm3即为合格，实测产品密度值为7.97g/cm3；

S5：后加工：表壳产品后加工处理方法，先用麻线轮加抛光腊进行开粗，开粗后产品进行超声波清洗，清洗烘干后，取出用布轮加精光腊，进行抛光至高光效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法；

(1)该方法在现有技术条件下，改变注射成型机台与模具流道标准，制得高密度胚体，高密度胚体，在进行催化脱脂的时候，利用合理的脱脂工艺参数，把胚体脱脂率做到一个较高水平，最大化的去除胚体内部的成型剂，当产品在烧结的时候，产品内部成型剂在烧结预烧脱脂段被完全去除，继续升温烧结后，粉末颗粒表面液相互相粘合，最后形成高致密316L不锈钢产品。

附图说明

图1为本发明工序流程结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，包括如下步骤：

S1：混料：混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，再混炼制粒一体机中进行一定时间温度的旋转混合，熔化后经螺杆挤出刀片切割成粒，获取一颗颗注射成型颗粒喂料的过程，整个混料过程随着温度的不断上升，成型剂逐渐由固态变成玻璃态→高弹态→到最后的粘流态，加热熔化后的粘流态成型剂伴随着混合机的持续旋转，粘流态的成型剂与金属粉末，两者互相掺合在一起，放大后的状态为每一个单体颗粒粉末表面，都有均匀涂覆粘流态的成型剂；

S2：成型：喂料经过注射机炮筒的加温熔化后，在内部注射螺杆高压高速的推进下，充入产品模具型腔的过程，因注射材料流道，射咀、热机咀以及进胶口的通道较小，摩擦剪切下，喂料极易分解产生大量气体与碳化物，产品型腔排气槽以无法满足大量气体排出，型腔压力越来越高，喂料很难在型腔内均匀充填，最后导致产品出现密度不均匀、密度偏低、产品内部碳化物较多等缺陷，严重影响产品烧结后密度，本发明方法为，注射通道在现有模流分析后实际的标准的情况下，进行加大，所有流道最小截面积，加大1.5 倍，流道加大后有利于喂料的流通，因有着较大的通道，喂料不易在注射的高温高速时分解，可以轻松制得高密度、均匀性胚体；

S3：脱脂：将成型好的表壳产品，置于氧化铝陶瓷板上，装入催化脱脂炉内，脱脂工艺参数为：脱脂温度110℃，氮气流量5L/min，进硝酸量2g/min，催化时间4小时，设备程序运行完成后，取出表壳产品，产品重量损失≥7.8％即为合格，现有生产工艺脱脂率为≥7.2％，因产品在烧结前，脱脂率偏低，烧结过程中，产品容易产生成型剂排除不彻底，产品外表面液相结合后，内部高分子无法排出，导致被困内部，继续高温烧结后，内部无法排出的高分子成型剂，被碳化，产品抛光后内部形成很多砂眼，孔洞；

S4：烧结：脱脂合格后的表壳产品转入，粉末冶金MIM烧结炉内，进行烧结，烧结程序运行完成后，取出表壳产品，用密度计测量产品胚密度，烧结后表壳产品密度≥7.95g/cm3即为合格，实测产品密度值为7.97g/cm3；

S5：后加工：表壳产品后加工处理方法，先用麻线轮加抛光腊进行开粗，开粗后产品进行超声波清洗，清洗烘干后，取出用布轮加精光腊，进行抛光至高光效果。

实施例1

一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，包括如下步骤：

S1：混料：首先将混合装置的使用温度控制在一定温度条件下，随后将金属粉末与成型剂按照一定比例投放至混合装置中进行混合工作，整个混料过程随着温度的不断上升，成型剂逐渐由固态变成玻璃态→高弹态→到最后的粘流态，在混合装置的作用下，通过一定时间温度的旋转混合将金属粉末与成型剂混合均匀，使两者互相掺合在一起，放大后的状态为每一个单体颗粒粉末表面，都有均匀涂覆粘流态的成型剂，随后将熔化后的原料输送进制粒装置内，通过使用制粒装置将混合原料切割成粒；

S2：成型：喂料经过注射机炮筒的加温熔化后，在内部注射螺杆高压高速的推进下，充入产品模具型腔的过程，因注射材料流道，射咀、热机咀以及进胶口的通道较小，摩擦剪切下，喂料极易分解产生大量气体与碳化物，产品型腔排气槽以无法满足大量气体排出，型腔压力越来越高，喂料很难在型腔内均匀充填，最后导致产品出现密度不均匀、密度偏低、产品内部碳化物较多等缺陷，严重影响产品烧结后密度，本发明方法为，注射通道在现有模流分析后实际的标准的情况下，进行加大，所有流道最小截面积，加大1.5 倍，流道加大后有利于喂料的流通，因有着较大的通道，喂料不易在注射的高温高速时分解，可以轻松制得高密度、均匀性胚体，

以上是表壳成型后的密度对照表，从上表可看出在本发明后的表壳成型胚体，密度比原方法成型的密度明显要提升很多，由于5.30g/cm3提升至 5.45g/cm3，高密度成型胚体，内部致密性高，烧结很容易制得高密度胚体；

S3：脱脂：将成型好的表壳产品，置于氧化铝陶瓷板上，装入催化脱脂炉内，脱脂工艺参数为：脱脂温度110℃，氮气流量5L/min，进硝酸量2g/min，催化时间4小时，设备程序运行完成后，取出表壳产品，产品重量损失≥7.8％即为合格，现有生产工艺脱脂率为≥7.2％，因产品在烧结前，脱脂率偏低，烧结过程中，产品容易产生成型剂排除不彻底，产品外表面液相结合后，内部高分子无法排出，导致被困内部，继续高温烧结后，内部无法排出的高分子成型剂，被碳化，产品抛光后内部形成很多砂眼，孔洞；

S4：烧结：脱脂合格后的表壳产品转入，粉末冶金MIM烧结炉内，进行烧结，烧结工艺参数：

1、程序：为程序段，从启动设备开始升温(1段)，到程序运行完的降温出炉(16段)；

2、T/min：从启动到运行完该程序的总时间，共运行多少分钟结束此段程序；

3、T/℃：当前段程序设定温度，升温程序偶数段为此程序段结束后需要升温到的温度，奇数段为此程序段需要保持的温度，降温段为此程序段结束时需要降到的温度；

4、N2(L/min):纯氮气(纯度99％以上)，每分钟通气注入炉体多少升；

5、Ar(L/min)：氩气，每分钟通气注入炉体多少升；

烧结程序运行完成后，取出表壳产品，用密度计测量产品胚密度，烧结后表壳产品密度≥7.95g/cm3即为合格，实测产品密度值为7.97g/cm3；

S5：后加工：表壳产品后加工处理方法，先用麻线轮加抛光腊进行开粗，开粗后产品进行超声波清洗，清洗烘干后，取出用布轮加精光腊，进行抛光至高光效果。

实施例2

一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，包括如下步骤：

S1：混料：首先将金属粉末与成型剂进行等比例均匀调配，调配结束后，将调配后的混合物投放至加热装置内，调节加热装置内的温度进行逐步升高，同时对混合物进行搅拌工作，通过通过一定时间温度的搅拌混合将混合物掺和成一体，直至混合物加热成粘流态，然后通过使用制粒装置将粘流态的混合物制成颗粒状；

S2：成型：喂料经过注射机炮筒的加温熔化后，在内部注射螺杆高压高速的推进下，充入产品模具型腔的过程，因注射材料流道，射咀、热机咀以及进胶口的通道较小，摩擦剪切下，喂料极易分解产生大量气体与碳化物，产品型腔排气槽以无法满足大量气体排出，型腔压力越来越高，喂料很难在型腔内均匀充填，最后导致产品出现密度不均匀、密度偏低、产品内部碳化物较多等缺陷，严重影响产品烧结后密度，本发明方法为，注射通道在现有模流分析后实际的标准的情况下，进行加大，所有流道最小截面积，加大1.5 倍，流道加大后有利于喂料的流通，因有着较大的通道，喂料不易在注射的高温高速时分解，可以轻松制得高密度、均匀性胚体，

以上是表壳成型后的密度对照表，从上表可看出在本发明后的表壳成型胚体，密度比原方法成型的密度明显要提升很多，由于5.30g/cm3提升至 5.45g/cm3，高密度成型胚体，内部致密性高，烧结很容易制得高密度胚体；

S3：脱脂：将成型好的表壳产品，置于氧化铝陶瓷板上，装入催化脱脂炉内，脱脂工艺参数为：脱脂温度110℃，氮气流量5L/min，进硝酸量2g/min，催化时间4小时，设备程序运行完成后，取出表壳产品，产品重量损失≥7.8％即为合格，现有生产工艺脱脂率为≥7.2％，因产品在烧结前，脱脂率偏低，烧结过程中，产品容易产生成型剂排除不彻底，产品外表面液相结合后，内部高分子无法排出，导致被困内部，继续高温烧结后，内部无法排出的高分子成型剂，被碳化，产品抛光后内部形成很多砂眼，孔洞；

S4：烧结：脱脂合格后的表壳产品转入，粉末冶金MIM烧结炉内，进行烧结，烧结工艺参数：

1、程序：为程序段，从启动设备开始升温(1段)，到程序运行完的降温出炉(16段)；

2、T/min：从启动到运行完该程序的总时间，共运行多少分钟结束此段程序；

3、T/℃：当前段程序设定温度，升温程序偶数段为此程序段结束后需要升温到的温度，奇数段为此程序段需要保持的温度，降温段为此程序段结束时需要降到的温度；

4、N2(L/min):纯氮气(纯度99％以上)，每分钟通气注入炉体多少升；

5、Ar(L/min)：氩气，每分钟通气注入炉体多少升；

烧结程序运行完成后，取出表壳产品，用密度计测量产品胚密度，烧结后表壳产品密度≥7.95g/cm3即为合格，实测产品密度值为7.97g/cm3；

S5：后加工：表壳产品后加工处理方法，先用麻线轮加抛光腊进行开粗，开粗后产品进行超声波清洗，清洗烘干后，取出用布轮加精光腊，进行抛光至高光效果。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (1)

1.一种MIM 316L不锈钢高光表壳制备方法，包括以下步骤，其特征在于：

S1：混料：混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，再混炼制粒一体机中进行一定时间温度的旋转混合，熔化后经螺杆挤出刀片切割成粒，获取一颗颗注射成型颗粒喂料的过程，整个混料过程随着温度的不断上升，成型剂逐渐由固态变成玻璃态→高弹态→到最后的粘流态，加热熔化后的粘流态成型剂伴随着混合机的持续旋转，粘流态的成型剂与金属粉末，两者互相掺合在一起，放大后的状态为每一个单体颗粒粉末表面，都有均匀涂覆粘流态的成型剂；

S2：成型：喂料经过注射机炮筒的加温熔化后，在内部注射螺杆高压高速的推进下，充入产品模具型腔的过程，因注射材料流道，射咀、热机咀以及进胶口的通道较小，摩擦剪切下，喂料极易分解产生大量气体与碳化物，产品型腔排气槽以无法满足大量气体排出，型腔压力越来越高，喂料很难在型腔内均匀充填，最后导致产品出现密度不均匀、密度偏低、产品内部碳化物较多等缺陷，严重影响产品烧结后密度，本发明方法为，注射通道在现有模流分析后实际的标准的情况下，进行加大，所有流道最小截面积，加大1.5倍，流道加大后有利于喂料的流通，因有着较大的通道，喂料不易在注射的高温高速时分解，可以轻松制得高密度、均匀性胚体；

S3：脱脂：将成型好的表壳产品，置于氧化铝陶瓷板上，装入催化脱脂炉内，脱脂工艺参数为：脱脂温度110℃，氮气流量5L/min，进硝酸量2g/min，催化时间4小时，设备程序运行完成后，取出表壳产品，产品重量损失≥7.8％即为合格，现有生产工艺脱脂率为≥7.2％，因产品在烧结前，脱脂率偏低，烧结过程中，产品容易产生成型剂排除不彻底，产品外表面液相结合后，内部高分子无法排出，导致被困内部，继续高温烧结后，内部无法排出的高分子成型剂，被碳化，产品抛光后内部形成很多砂眼，孔洞；

S4：烧结：脱脂合格后的表壳产品转入，粉末冶金MIM烧结炉内，进行烧结，烧结程序运行完成后，取出表壳产品，用密度计测量产品胚密度，烧结后表壳产品密度≥7.95g/cm3即为合格，实测产品密度值为7.97g/cm3；

S5：后加工：表壳产品后加工处理方法，先用麻线轮加抛光腊进行开粗，开粗后产品进行超声波清洗，清洗烘干后，取出用布轮加精光腊，进行抛光至高光效果。

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