CN112427641A - 手机中板治具的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种手机中板治具的制备方法，其特征是它包括以下步骤：金属粉末选择得到混合合金粉。粘结剂称取：粘结剂主要由聚甲醛7520、聚乙烯6098、高密度聚乙烯7200、巴西蜡T3、切片石蜡组成，所述各粘结剂单独称取独自盛放。密炼、造粒得到可用于注射的喂料。注射成形：将所述喂料加入注射机中并注射到模具中得到中板治具注射坯。修边。脱脂得到中板治具脱脂坯。烧结得到中板治具烧结坯。整形得到已整形坯。淬火得到中板治具淬火坯。回火得到中板治具回火坯。经平面磨，线切割定位孔，CNC精加工得手机中板治具。

Description

手机中板治具的制备方法
技术领域
本发明涉及金属粉末注射成形技术领域，尤其涉及一种金属粉末注射成形手机中板治具的制作方法。
背景技术
在CNC加工行业中，手机中板的加工离不开治具，由于智能手机的飞速发展，手机的更新换代非常快，需求非常大，因此治具的量需求也是非常大，为了满足产品尺寸一致性和高精度，同时提高生产效率，对治具提出了非常高的要求。目前手机中板加工治具，是采用整块钢料CNC直接加工，再热处理,然后CNC精加工的方式制作而成。成本高，而且效率低。迫切需要一种既能满足精度要求，又能提高生产效率，同时降低成本的加工工艺。
金属注射成形工艺作为一种近净成形工艺，可以较大程度的实现一次成形出产品的要求，获得的产品只需少量机加工即可满足客户需求，因而可大大节约原材料及生产成本。而注射成形工艺对于生产重量200克以上的产品仍然存在一定的技术难题，如变形、开裂、孔洞等方面的问题，本发明通过对原材料选择与制备、模具设计、脱脂、烧结工艺等参数的优化，实现生产出平面度好、无开裂，无明显大孔洞等符合客户要求的产品。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种金属注射成形手机中板治具的制作方法。
为达到以上目的，本发明通过以下工艺完成：一种手机中板治具的制备方法，它包括以下步骤：
金属粉末选择：选择MIM(金属注射成形)用气雾化与水雾化合金粉末，并将同种牌号的气雾化与水雾化粉末按照一定比例混合，得到混合合金粉。
粘结剂称取：粘结剂主要由聚甲醛7520、聚乙烯6098、高密度聚乙烯7200、巴西蜡T3、切片石蜡组成，所述各粘结剂单独称取独自盛放。
密炼、造粒：将所述混合合金粉置于密炼机中并开始加热，加热温度至130℃±10℃时加入巴西蜡T3和切片石蜡，继续升温至160℃±10℃时加入所述聚乙烯6098和高密度聚乙烯7200，此阶段密炼机转速设置为10转/分钟，待温度达到180℃±10℃时加入所述聚甲醛7520，同时密炼机转速调整为25转/分钟，并在此温度下保温30±10分钟至所述粘结剂全部融化使金属粉末成泥状，此时关闭密炼机的加热功能并继续密炼25±5分钟后开始造粒，得到可用于注射的喂料。
注射成形：设定注射机喷嘴温度为180℃±5℃，模具温度为130℃±5℃，将所述喂料加入注射机中并注射到模具中得到中板治具注射坯。
修边：采用人工去毛边或喷砂的方式将所述中板治具注射坯的毛边去除。所述喷砂所用砂子为金刚砂。
脱脂：对所述修边后的中板治具注射坯进行脱脂处理，采用正庚烷作为第一步脱脂溶剂脱脂，脱脂温度设定为50℃±5℃，脱脂时间5-8小时，采用浓度为98%的浓硝酸作为第二步脱脂酸脱脂，脱脂温度为115℃±10℃，脱脂时间8-12小时，得到中板治具脱脂坯。
烧结：将所述中板治具脱脂坯放入烧结炉中进行烧结，以金属粉末原材料不同设定烧结温度为1280℃-1365℃，并在选定金属粉末的最高烧结温度下保温2-4小时，降温过程中，设定800℃-400℃的降温时间为3-5小时，或在800℃-400℃之间的某一温度保温2-6小时，之后随炉冷却，得到中板治具烧结坯。
整形：将中板治具整形工装置于油压整形机的工作台上，将所述烧结坯放置于所述整形工装内，启动所述油压整形机并通过整形工装对所述烧结坯进行整形处理；通过整形保证中板治具上表面1以及中板治具下表面3平面度0.1mm -0.15mm;保证中板治具锁紧支撑面2，共计14处，平面度0.1mm -0.2mm，得到合格的已整形坯。
本方案的具体特点还有，还包括如下步骤：
淬火：将所述合格的已整形坯放入真空淬火炉中，炉体真空度达1×10-1Pa，加热到900℃-1050℃并保温1小时，然后采用油冷迅速冷却产品，淬火后硬度达HRC50-60，得到中板治具淬火坯。
回火：将所述中板治具淬火坯置于真空回火炉中进行回火，回火温度以选定金属粉末不同设定为180℃-500℃，此过程保证淬火出炉的产品在2小时以内进入回火炉，回火结束后得到中板治具回火坯。
平面磨：将所述中板治具回火坯的上表面1以及中板治具下表面3进行平面磨处理，将厚度尺寸加工到±0.005 mm～±0.01mm，并保证平面度0.01mm，得到中板治具平磨坯。
线切割定位孔：将所述中板治具平磨坯置于专用的线切割加工治具上，完成对所述中板治具平磨坯定位孔5以及定位孔6的线割加工，并保证所述2个定位孔的直径尺寸及位置尺寸在规定范围内，得到中板治具线割坯。
CNC精加工（计算机数字化控制精密机械加工）：以所述中板治具线割坯的所述定位孔5以及所述定位孔6做定位，将所述中板治具线割坯放置于专用的CNC治具上，完成对所述中板治具的下定位面4、上定位面7、右定位面8、左定位面9的CNC精加工，保证尺寸精度±0.015mm ～±0.03mm,并完成对所述中板治具锁紧支撑面2的精加工，共计14处，加工完成后保证所述14处的高度落差0.01～0.04mm。
尺寸全检：将完成后的产品采用三次元全检得到最终成品。
金属粉末选择步骤中的合金粉末可以是低合金钢粉、中合金钢粉或高合金钢粉，更优的选择是SUS420粉或SUS440粉。
上述金属粉末选择步骤中，MIM用气雾化与水雾化合金粉末的粒径大小的典型值为：D10: 2-4μm，D50：7-9μm，D90:19-25μm。D10、D50、D90分别代表的是当粉末体积由细粉往粗粉开
始累积，当累积的体积达到总体积的10%、50%或90%时的粉末粒径大小。其中，SUS420、SUS440气雾化与水雾化粉末的生产厂家为湖州慧金材料科技有限公司和湖南恒基粉末科技有限责任公司，原材料粉末具体信息如表1，同种粉末中气雾化与水雾化粉末按照质量分数4：6或5:5或6:4混合均匀后使用。
所述各粘结剂质量占比为：聚甲醛7520占比55%-65%，聚乙烯6098占比15%-25%，高密度聚乙烯占比5%-10%，巴西蜡T3占比5%-15%，切片石蜡占比5%-10%。
表1：SUS420与SUS440粉末成分信息
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述粘结剂称取步骤中，粘结剂成分中的聚甲醛主要作为塑基填充剂，可使注射出的产品具有更高的生坯强度，成分中的聚乙烯有利于喂料流动性的提高，高密度聚乙烯为骨架粘结剂，能够保证产品脱脂后具有足够的强度，避免出现脱脂后产品崩碎，巴西蜡T3作为蜡基成分中的填充剂，可大幅度提升喂料的流动性，切片石蜡可改善石蜡与金属粉末之间的结合效果。
上述烧结步骤中，烧结温度升至1050℃时，改用真空烧结，控制炉内真空度达到10-1Pa，并在此温度保温2小时；烧结结束降温的过程中，设定800℃-400℃的降温时间为3-5小时，或在800℃-400℃之间的某一温度保温2-6小时，之后随炉冷却。
上述回火步骤中，回火温度依选定金属粉末不同而定，其中SUS420粉末的产品回火温度为180℃-250℃，SUS440粉末的产品回火温度为360℃-500℃，最高温保温均为2小时。
本发明的有益效果是提供一种解决注射成形工艺制备超大产品时可能出现的注射流动性不佳，脱脂后产品崩碎，烧结后硬度偏高而无法整形等问题。①本发明使用流动性好但保型性差的气雾化粉末配合流动性差但保型性好的水雾化粉末一起使用，在制备超大MIM产品时保证了注射过程中金属粉末良好的流动性，从而更加有利于充满模具型腔，减少产品内部孔隙；此外，由于在脱脂结束后90%以上的粘结剂挥发出去，造成坯体强度极低，而因含有保型性较好的水雾化粉末，可增强脱脂后坯体的强度，避免发生坯体坍塌或变形现象。为验证本发明的有益效果，采用φ30mmx3mm的标准块进行压溃强度测试，取标准块断裂时的加载重量(克)作为评判标准，具体测试数据如表2：
表2：标准块压溃强度测试
Figure DEST_PATH_IMAGE002
②因产品较大，部分型号产品可达500克以上，传统的塑基粘结剂体系（聚甲醛质量占比超过85%）因粘度高喂料流动性差，造成大孔洞较多，尤其生产此类型的大产品大孔洞更是难以解决。而蜡基粘结剂体系（石蜡质量占比超90%）又存在脱脂时间长，脱脂后易引起产品变形等问题。为更加有利于在注射时充满模具型腔，本发明设计一种塑基+蜡基粘结剂体系，使用此粘结剂体系的喂料流动性数据MFR(熔体质量流动速率)由塑基料的950g/10min提升至塑基+蜡基料的1430g/10min，同时可显著降低注射坯内大孔洞的产生。为验证本发明的有益效果，采用SUS420粉末作为原材料，气雾化与水雾化粉末比例5:5，粘结剂成分配比如下表进行测试，具体测试数据如表3：
表3：喂料流动性测试
Figure DEST_PATH_IMAGE003
③本发明在烧结升温至1050℃时改用真空烧结，在此温度下金属粉末之间已开始形成烧结颈，各粉末之间通过烧结颈形成原子间的结合，为避免各粉末间隙中的气体在烧结致密前难以排出而形成大孔洞，该过程采用真空烧结更加有利于气体的排出。
④因大产品烧结后易发生变形需增加整形工序降低变形量，而产品烧结后硬度普遍在HRC30以上，造成后续整形困难。本发明在降温过程中设定800℃-400℃的降温时间为3-5小时，或在800℃-400℃之间的某一温度保温2-6小时，之后随炉冷却，通过减慢冷却速度使得材料内部组织尽可能多的保留珠光体组织状态，烧结后的产品硬度为HRC9左右，硬度较低，更容易对产品进行整形，进而减轻最终产品的变形。
⑤通过本发明的工艺生产产品具有较传统工艺更明显的效益，对比数据如表4：
表4：产品产能表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
附图说明
图 1 是金属粉末一次注射成形手机中板治具的制备方法工艺流程图。图 2 是手机中板治具主视图。图 3 是手机中板治具剖视图。图 4 是手机中板治具俯视图。
图中：1-中板治具上表面；2-中板治具锁紧支撑面；3-中板治具下表面；4-中板治具下定位面；5-定位孔；6-定位孔；7-中板治具上定位面；8-中板治具右定位面；9-中板治具左定位面。
具体实施方式
为了更清楚的表达本发明，下面通过具体的实施例进一步说明，但是，应当理解为，以下实施例仅仅是用于更详细具体地说明本发明内容，而本发明不仅仅是局限于以下实施例。
实施例1：
请参照图1至图4所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，是一种基于金属粉末注射成形的手机中板治具加工制作工艺，包括以下步骤：
金属粉末选择：选择湖州慧金材料科技有限公司和生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，所述气雾化与水雾化粉末按照质量比4:6混合，所述气雾化与水雾化粉末具体信息如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
粘结剂称取：粘结剂主要由聚甲醛7520、聚乙烯6098、高密度聚乙烯7200、巴西蜡T3、切片石蜡组成，所述各粘结剂按照质量比6.5: 2.0 : 0.5: 0.5: 0.5调配，所述各粘结剂单独称取独自盛放。本发明所使用的各所述粘结剂及生产厂家为：聚甲醛7520（旭化成集团），聚乙烯6098（南京化学工业集团），高密度聚乙烯7200（台湾台塑集团），巴西蜡T3（FONCEPI），切片石蜡（韩国LG集团）。
密炼、造粒：将所述混合合金粉置于密炼机中并开始加热，加热温度至130℃±10℃时加入巴西蜡T3和切片石蜡，继续升温至160℃±10℃时加入所述聚乙烯6098和高密度聚乙烯7200，此阶段密炼机转速设置为10转/分钟，待温度达到180℃±10℃时加入所述聚甲醛7520，同时密炼机转速调整为25转/分钟，并在此温度下保温30±10分钟至所述粘结剂全部融化使金属粉末成泥状，此时关闭密炼机的加热功能并继续密炼25±5分钟后开始造粒，得到可用于注射的喂料。
注射成形：设定注射机喷嘴温度为180℃，模具温度为130℃，将所述喂料加入注射机中并注射到模具中得到中板治具注射坯。
修边：采用喷砂的方式去除所述中板治具注射坯的毛边，所述喷砂所用砂子为金刚砂，粒度-500目。
脱脂：对所述修边后的中板治具注射坯进行脱脂处理，采用正庚烷作为第一步脱脂溶剂脱脂，脱脂温度设定为50℃，脱脂时间5小时，采用浓度为98%的浓硝酸作为第二步脱脂酸脱脂，脱脂温度为115℃，脱脂时间8小时，得到中板治具脱脂坯。
烧结：将所述中板治具脱脂坯放入烧结炉中进行烧结，设定升温速率5℃/min升温至600℃，在此温度下保温1小时，继续以8℃/min的升温速率将温度升至1050℃后，此时改用真空烧结，控制炉内真空度达到10-1Pa，并在此温度保温2小时；继续以2℃/min的升温速率升温至1360℃，保温3小时，保温结束后采用炉冷的方式降温，降温阶段设定800℃-400℃间的降温时间为5小时，得到中板治具烧结坯，测得烧结坯表面硬度HRC为9.5。
整形：将中板治具整形工装置于油压整形机的工作台上，将所述烧结坯放置于所述整形工装内，启动所述油压整形机并通过整形工装对所述烧结坯进行整形处理；通过整形保证中板治具上表面1以及中板治具下表面3平面度0.1 mm -0.15mm;保证中板治具锁紧支撑面2，共计14处的平面度0.1 mm -0.2mm，得到合格的已整形坯。
淬火：将所述合格的已整形坯放入真空淬火炉中，炉体真空度达1×10-1Pa，加热到1050℃并保温1小时，然后采用油冷迅速冷却产品，得到中板治具淬火坯，所述淬火坯硬度达HRC53.5。
回火：将所述中板治具淬火坯置于真空回火炉中进行回火，回火温度为220℃，此过程保证所述中板治具淬火坯在2小时以内进入所述真空回火炉，回火结束后得到硬度为HRC49的中板治具回火坯。
平面磨：将所述中板治具回火坯的上表面1以及中板治具下表面3进行平面磨处理，将厚度尺寸加工到±0.005 mm～±0.01mm，并保证平面度0.01mm，得到中板治具平磨坯。
线切割定位孔：将所述中板治具平磨坯置于专用的线切割加工治具上，完成对所述中板治具平磨坯定位孔5以及定位孔6的线割加工，并保证所述2个定位孔的直径尺寸及位置尺寸在规定范围内，得到中板治具线割坯。
CNC精加工（计算机数字化控制精密机械加工）：以所述中板治具线割坯的所述定位孔5以及所述定位孔6做定位，将所述中板治具线割坯放置于专用的CNC治具上，完成对所述中板治具的下定位面4、上定位面7、右定位面8、左定位面9的CNC精加工，保证尺寸精度±0.015mm ～±0.03mm,并完成对所述中板治具锁紧支撑面2的精加工，共计14处，加工完成后保证所述14处的高度落差0.01～0.04mm。
尺寸全检：将完成后的产品采用三次元全检得到最终成品。
实施例2：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，混合方式及后续工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例3：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比6:4混合，混合方式及后续工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例4：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中，烧结降温阶段设定800℃-400℃间的降温时间为3小时，其他工序的工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例5：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中，烧结降温阶段设定800℃-400℃间的降温时间为4小时，其他工序的工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例6：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中，烧结降温阶段设定700℃保温时间为2小时，其他工序的工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例7：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中，烧结降温阶段设定500℃保温时间为4小时，其他工序的工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例8：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中，烧结降温阶段设定400℃保温时间为6小时，其他工序的工艺条件严格按照实施例1进行，得到最终成品，测试数据如表5所示。
实施例9：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为6.0: 2.0 : 0.5: 1.0: 0.5，测试数据如表5所示。
实施例10：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为5.5: 2.0 : 0.5: 1.5: 0.5，测试数据如表5所示。
实施例11：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：石蜡：硬脂酸为9.0:0.3:0.3:0.2:0.2，测试数据如表5所示。
实施例12：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，所用粘结剂为聚甲醛3013A、聚乙烯6098、高密度聚乙烯7200、巴西蜡T1、切片石蜡组成，粘结剂质量比为6.5: 2.0 : 0.5: 0.5: 0.5，测试数据如表5所示。
实施例13：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为6.5: 2.0 : 0.5: 0.5: 0.5，测试数据如表5所示。
实施例14：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS420气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS420水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中烧结降温段不加所述慢冷工艺且不加所述保温工艺，测试数据如表5所示。
实施例15：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS440气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS440水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中烧结降温段不加所述慢冷工艺且不加所述保温工艺，测试数据如表5所示。
实施例16：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS440气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS440水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为6.0: 2.0 : 0.5: 1.0: 0.5，测试数据如表5所示。
实施例17：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的SUS440气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的SUS440水雾化合金粉末，并按照质量比5:5混合，其中粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为5.5: 2.0 : 0.5: 1.5: 0.5，测试数据如表5所示。
实施例18：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的T8钢气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的T8钢水雾化合金粉末，其中粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为5.5: 2.0 : 0.5: 1.5:0.5，测试数据如表5所示。
实施例19：本实施例与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
按照实施例1中的制备方法，选择湖州慧金材料科技有限公司生产的45#钢气雾化合金粉末与湖南恒基粉末科技有限责任公司生产的45#钢水雾化合金粉末，其中粘结剂质量比聚甲醛7520：聚乙烯6098：高密度聚乙烯7200：巴西蜡T3：切片石蜡为5.5: 2.0 : 0.5:1.5: 0.5，测试数据如表5所示。
表5：实施例数据汇总
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对以上实施例的解读：
①当选用同种粘结剂体系的喂料以及同样的后处理工艺条件生产产品时，气雾化与水雾化粉末质量比为4:6时的生坯强度最高，但喂料流动性差，最终导致整形后产品孔隙率偏高，对比实施例为实施例1、实施例2、实施例3。
②当气雾化与水雾化粉末比例固定，仅粘结剂体系中聚甲醛7520与巴西蜡T3含量变化时，巴西蜡T3含量增多时得到的最终产品效果较好，即实施例10，对比实施例为实施例9、实施例10、实施例13。
③其他条件相同，仅当所述设定降温段降温时间不同时，降温时间越长，得到最终产品的孔隙率及平面度越好，对比实施例1、实施例4、实施例5，,实施例1效果最好。
④其他条件相同时，仅当所述设定降温段的保温温度不同时，保温温度越高越有利于降低烧结后产品的硬度，且可减少保温时间，对比实施例6、实施例7、实施例8，其中实施例6效果最好。
⑤其他条件相同时，仅当在所述降温段不添加降温工艺或保温工艺时，烧结结束后均无法得到想要的产品硬度，进而造成整形困难，产品变形大，对比实施例为实施例2、实施例14、实施例15。
⑥仅当更改粘结剂体系中的成分时，都无法得到理想的效果，对比实施例为实施例2、实施例11、实施例12。
⑦仅当原料粉末选择其他合金钢时，使用本发明的工艺亦可生产出相对理想的产品，对比实施例为实施例18、实施例19。
综上所述实施例，本发明采用实施例10生产出的产品内部孔洞最少，平面度最好，变形最小。

Claims (10)

1.一种手机中板治具的制备方法，其特征是它包括以下步骤：
金属粉末选择：选择MIM用气雾化与水雾化合金粉末，并将同种牌号的气雾化与水雾化粉末按照一定比例混合，得到混合合金粉；
粘结剂称取：粘结剂主要由聚甲醛7520、聚乙烯6098、高密度聚乙烯7200、巴西蜡T3、切片石蜡组成，所述各粘结剂单独称取独自盛放；
密炼、造粒：将所述混合合金粉置于密炼机中并开始加热，加热温度至130℃±10℃时加入巴西蜡T3和切片石蜡，继续升温至160℃±10℃时加入所述聚乙烯6098和高密度聚乙烯7200，此阶段密炼机转速设置为10转/分钟，待温度达到180℃±10℃时加入所述聚甲醛7520，同时密炼机转速调整为25转/分钟，并在此温度下保温30±10分钟至所述粘结剂全部融化使金属粉末成泥状，此时关闭密炼机的加热功能并继续密炼25±5分钟后开始造粒，得到可用于注射的喂料；
注射成形：将所述喂料加入注射机中并注射到模具中得到中板治具注射坯；
修边：采用人工去毛边或喷砂的方式将所述中板治具注射坯的毛边去除；
脱脂：对所述修边后的中板治具注射坯进行脱脂处理，采用正庚烷作为第一步脱脂溶剂脱脂，脱脂温度设定为50℃±5℃，脱脂时间5-8小时，采用浓度为98%的浓硝酸作为第二步脱脂酸脱脂，脱脂温度为115℃±10℃，脱脂时间8-12小时，得到中板治具脱脂坯；
烧结：将所述中板治具脱脂坯放入烧结炉中进行烧结，以金属粉末原材料不同设定烧结温度为1280℃-1365℃，并在选定粉末的最高烧结温度下保温2-4小时，降温过程中，设定800℃-400℃的降温时间为3-5小时，或在800℃-400℃之间的某一温度保温2-6小时，之后随炉冷却，得到中板治具烧结坯；
整形：将中板治具整形工装置于油压整形机的工作台上，将所述烧结坯放置于所述整形工装内，启动所述油压整形机并通过整形工装对所述烧结坯进行整形处理，得到已整形坯。
2.根据权利要求1所述的手机中板治具的制备方法，其特征是还包括如下步骤：
淬火：将所述合格的已整形坯放入真空淬火炉中，炉体真空度达1×10-1Pa，加热到900℃-1050℃并保温1小时，然后采用油冷迅速冷却产品，淬火后硬度达HRC50-60，得到中板治具淬火坯。
3.根据权利要求2所述的手机中板治具的制备方法，其特征是还包括如下步骤：回火：将所述中板治具淬火坯置于真空回火炉中进行回火，回火温度以选定粉末不同设定为180℃-500℃，此过程保证淬火出炉的产品在2小时以内进入回火炉，回火结束后得到中板治具回火坯。
4.根据权利要求3所述的手机中板治具的制备方法，其特征是还包括如下步骤：
平面磨：将所述中板治具回火坯的上表面1以及中板治具下表面进行平面磨处理，将厚度尺寸加工到±0.005 mm～±0.01mm，并保证平面度0.01mm，得到中板治具平磨坯；
线切割定位孔：将所述中板治具平磨坯置于专用的线切割加工治具上，完成对所述中板治具平磨坯定位孔以及定位孔的线割加工，并保证定位孔的直径尺寸及位置尺寸在规定范围内，得到中板治具线割坯；
CNC精加工：以所述中板治具线割坯的定位孔定位，将所述中板治具线割坯放置于专用的CNC治具上，完成对所述中板治具的下定位面、上定位面、右定位面、左定位面的CNC精加工，并完成对所有中板治具锁紧支撑面的精加工。
5.根据权利要求1所述的手机中板治具的制备方法，其特征是注射成形步骤中：设定注射机喷嘴温度为180℃±5℃，模具温度为130℃±5℃。
6.根据权利要求1所述的手机中板治具的制备方法，其特征是金属粉末选择步骤中的合金粉末是SUS420粉或SUS440粉；粒径大小的典型值为：D10: 2-4μm，D50：7-9μm，D90:19-25μm。
7.根据权利要求1所述的手机中板治具的制备方法，其特征是金属粉末选择步骤使用的同种粉末中气雾化与水雾化粉末按照质量分数4：6或5:5或6:4混合均匀后使用。
8.根据权利要求1所述的手机中板治具的制备方法，其特征是所述各粘结剂质量占比为：聚甲醛7520占比55%-65%，聚乙烯6098占比15%-25%，高密度聚乙烯占比5%-10%，巴西蜡T3占比5%-15%，切片石蜡占比5%-10%。
9.根据权利要求1所述的手机中板治具的制备方法，其特征是烧结步骤中，烧结温度升至1050℃时，改用真空烧结，控制炉内真空度达到10-1Pa，并在此温度保温2小时；烧结结束降温的过程中，设定800℃-400℃的降温时间为3-5小时，或在800℃-400℃之间的某一温度保温2-6小时，之后随炉冷却。
10.根据权利要求3所述的手机中板治具的制备方法，其特征是回火步骤中，回火温度依粉末不同而定，其中SUS420粉末的产品回火温度为180℃-250℃，SUS440粉末的产品回火温度为360℃-500℃，回火最高温保温均为2小时。
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