CN112475287A - 一种金属粉末成型工艺 - Google Patents

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夏国军
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Abstract

本发明提供一种金属粉末成型工艺，包括以下步骤：S1，混料，选择Fe‑Cr‑Ni‑Mo不锈钢粉末及聚醛树脂粘结剂加入强力加压翻转式密炼机中制成坯粉，所述Fe‑Cr‑Ni‑Mo不锈钢粉末与聚醛树脂粘结剂的质量比为11:1；S2，成型，将所述坯粉装入螺杆挤压机内部进行混料，螺杆挤压机排出的混合料冷却后切割成颗粒，再将颗粒装入注射成型机，加热成熔体后，将熔体注射进入模腔并冷却后成型；S3，修整，对成型后的零件毛边进行修整，以去除毛刺；S4，脱脂，采用催化脱脂炉，在110‑150℃之间，在保护气氛下，向成型后的工件吹入硝酸；S5，烧结，采用真空脱脂烧结炉，在烧结气氛下，温度升高至1150～1280℃，并保温80～160分钟；S6，打磨，对烧结后的工件表面进行打磨，以保证表面平整。

Description

一种金属粉末成型工艺
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种金属粉末成型工艺。
背景技术
金属喷射成型粉末冶金(Metal Injection Molded)简称MIM)技术是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净成形技术。其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下(～150℃)用注射成型机注入模腔内固化成型，然后用化学或热分解的方法将成型坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。
目前在金属粉末成型工艺如何提升工件性能及减少污染物的排放是各企业一直面临的技术问题。
因此，需要设计一种提升工件性能，环保排放无污染的金属粉末成型工艺来解决目前所面临的技术问题。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种提升工件性能，环保排放无污染的金属粉末成型工艺。
本发明的技术方案为：金属粉末成型工艺，包括以下步骤：
S1，混料，选择Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末及聚醛树脂粘结剂加入强力加压翻转式密炼机中制成坯粉，所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末与聚醛树脂粘结剂的质量比为11:1；
S2，成型，将所述坯粉装入螺杆挤压机内部进行混料，螺杆挤压机排出的混合料冷却后切割成颗粒，再将颗粒装入注射成型机，加热成熔体后，将熔体注射进入模腔并冷却后成型；
S3，修整，对成型后的零件毛边进行修整，以去除毛刺；
S4，脱脂，采用催化脱脂炉，在110-150℃之间，在保护气氛下，向成型后的工件吹入硝酸；
S5，烧结，采用真空脱脂烧结炉，在烧结气氛下，温度升高至1150～1280℃，并保温80～160分钟；
S6，打磨，对烧结后的工件表面进行打磨，以保证表面平整。
所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末采用气雾化方法制得。
所述熔化温度为130-135℃温度环境下，
所述保护气氛为氮气。
所述氮气的消耗量为3000L/h。
所述烧结气氛由50％氢气和50％氮气组成。
所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机或双螺杆挤压机，
所述步骤S2中，熔体以1.5cm3/s的冲模速度、60MPa的压力注射进入模腔中。
本发明的有益效果：
(1)本发明中，在氮气的保护气氛下由于N元素的固溶强化作用制品可以获得优良的性能，氢气气氛的导热性好，使加热温度比较均匀，氢气良好的扩散性使其脱碳作用和强还原能力得到充分发挥，降低了晶界处脆硬相碳化物的含量；
(2)聚醛树脂在脱脂时会发生催化分解反应，并将生成的有害气体甲醛在高温的燃烧室内充分烧除，从而快速脱除粘结剂，同时避免对环境大气造成污染。
附图说明
图1为本发明中金属粉末成型工的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。
实施例1：
如图1所示，金属粉末成型工艺，包括以下步骤：
S1，混料，选择Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末及聚醛树脂粘结剂加入强力加压翻转式密炼机中制成坯粉，所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末与聚醛树脂粘结剂的质量比为11:1；所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末采用气雾化方法制得；气雾化粉末为球形，振实密度较低，且有着较低的含氧量，注射时喂料的黏度也较低；
S2，成型，将所述坯粉装入螺杆挤压机内部进行混料，螺杆挤压机排出的混合料冷却后切割成颗粒，再将颗粒装入注射成型机，加热成熔体后，将熔体注射进入模腔并冷却后成型，熔体以1.5cm3/s的冲模速度、60MPa的压力注射进入模腔中，所述熔化温度为130℃；加入注射成型机的颗粒被加热至熔化温度，然后加压使熔体进入模腔，在模腔中冷却并成型；所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机或双螺杆挤压机，优选的为双螺杆挤出机其在温度升高的过程同时能在较短的时间内获得较大的剪切力，它是由两根互相啮合且旋转方向相反的锥形螺杆组成，可使混合料沿着加热的挤压管形成均匀的外壁浇薄的圆筒状产品；
S3，修整，对成型后的零件毛边进行修整，以去除毛刺，其中的毛刺去除可人工进行去除，为了提高修整的效率也可采用喷砂修毛刺的设备进行处理；
S4，脱脂，采用催化脱脂炉，在110℃之间，在保护气氛下，向成型后的工件吹入硝酸，所述保护气氛为氮气，所述氮气的消耗量为3000L/h；聚醛树脂在这种条件下会发生催化分解反应，并将生成的有害气体甲醛在高温的燃烧室内充分烧除，从而快速脱除粘结剂，同时避免对环境大气造成污染，其中的催化脱脂炉选用，深圳市汇腾超声科技有限公司生产的HT-160LTZL催化脱脂炉；
S5，烧结，采用真空脱脂烧结炉，在烧结气氛下，温度升高至1150℃，并保温80分钟；所述烧结气氛由50％氢气和50％氮气组成；在氮气的保护气氛下由于N元素的固溶强化作用制品可以获得优良的性能，氢气气氛的导热性好，使加热温度比较均匀，氢气良好的扩散性使其脱碳作用和强还原能力得到充分发挥，降低了晶界处脆硬相碳化物的含量；
S6，打磨，对烧结后的工件表面进行打磨，以保证表面平整。
实施例2：
如图1所示，金属粉末成型工艺，包括以下步骤：
S1，混料，选择Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末及聚醛树脂粘结剂加入强力加压翻转式密炼机中制成坯粉，所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末与聚醛树脂粘结剂的质量比为11:1；所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末采用气雾化方法制得；气雾化粉末为球形，振实密度较低，且有着较低的含氧量，注射时喂料的黏度也较低；
S2，成型，将所述坯粉装入螺杆挤压机内部进行混料，螺杆挤压机排出的混合料冷却后切割成颗粒，再将颗粒装入注射成型机，加热成熔体后，将熔体注射进入模腔并冷却后成型，熔体以1.5cm3/s的冲模速度、60MPa的压力注射进入模腔中，所述熔化温度为135℃；加入注射成型机的颗粒被加热至熔化温度，然后加压使熔体进入模腔，在模腔中冷却并成型；所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机或双螺杆挤压机，优选的为双螺杆挤出机其在温度升高的过程同时能在较短的时间内获得较大的剪切力，它是由两根互相啮合且旋转方向相反的锥形螺杆组成，可使混合料沿着加热的挤压管形成均匀的外壁浇薄的圆筒状产品；
S3，修整，对成型后的零件毛边进行修整，以去除毛刺，其中的毛刺去除可人工进行去除，为了提高修整的效率也可采用喷砂修毛刺的设备进行处理；
S4，脱脂，采用催化脱脂炉，在150℃之间，在保护气氛下，向成型后的工件吹入硝酸，所述保护气氛为氮气，所述氮气的消耗量为3000L/h；聚醛树脂在这种条件下会发生催化分解反应，并将生成的有害气体甲醛在高温的燃烧室内充分烧除，从而快速脱除粘结剂，同时避免对环境大气造成污染，其中的催化脱脂炉选用，深圳市汇腾超声科技有限公司生产的HT-160LTZL催化脱脂炉；
S5，烧结，采用真空脱脂烧结炉，在烧结气氛下，温度升高至1280℃，并保温160分钟；所述烧结气氛由50％氢气和50％氮气组成；在氮气的保护气氛下由于N元素的固溶强化作用制品可以获得优良的性能，氢气气氛的导热性好，使加热温度比较均匀，氢气良好的扩散性使其脱碳作用和强还原能力得到充分发挥，降低了晶界处脆硬相碳化物的含量；
S6，打磨，对烧结后的工件表面进行打磨，以保证表面平整。
实施例3：
如图1所示，金属粉末成型工艺，包括以下步骤：
S1，混料，选择Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末及聚醛树脂粘结剂加入强力加压翻转式密炼机中制成坯粉，所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末与聚醛树脂粘结剂的质量比为11:1；所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末采用气雾化方法制得；气雾化粉末为球形，振实密度较低，且有着较低的含氧量，注射时喂料的黏度也较低；
S2，成型，将所述坯粉装入螺杆挤压机内部进行混料，螺杆挤压机排出的混合料冷却后切割成颗粒，再将颗粒装入注射成型机，加热成熔体后，将熔体注射进入模腔并冷却后成型，熔体以1.5cm3/s的冲模速度、60MPa的压力注射进入模腔中，所述熔化温度为133℃；加入注射成型机的颗粒被加热至熔化温度，然后加压使熔体进入模腔，在模腔中冷却并成型；所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机或双螺杆挤压机，优选的为双螺杆挤出机其在温度升高的过程同时能在较短的时间内获得较大的剪切力，它是由两根互相啮合且旋转方向相反的锥形螺杆组成，可使混合料沿着加热的挤压管形成均匀的外壁浇薄的圆筒状产品；
S3，修整，对成型后的零件毛边进行修整，以去除毛刺，其中的毛刺去除可人工进行去除，为了提高修整的效率也可采用喷砂修毛刺的设备进行处理；
S4，脱脂，采用催化脱脂炉，在130℃之间，在保护气氛下，向成型后的工件吹入硝酸，所述保护气氛为氮气，所述氮气的消耗量为3000L/h；聚醛树脂在这种条件下会发生催化分解反应，并将生成的有害气体甲醛在高温的燃烧室内充分烧除，从而快速脱除粘结剂，同时避免对环境大气造成污染，其中的催化脱脂炉选用，深圳市汇腾超声科技有限公司生产的HT-160LTZL催化脱脂炉；
S5，烧结，采用真空脱脂烧结炉，在烧结气氛下，温度升高至1210℃，并保温120分钟；所述烧结气氛由50％氢气和50％氮气组成；在氮气的保护气氛下由于N元素的固溶强化作用制品可以获得优良的性能，氢气气氛的导热性好，使加热温度比较均匀，氢气良好的扩散性使其脱碳作用和强还原能力得到充分发挥，降低了晶界处脆硬相碳化物的含量；
S6，打磨，对烧结后的工件表面进行打磨，以保证表面平整。
以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种金属粉末成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1，混料，选择Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末及聚醛树脂粘结剂加入强力加压翻转式密炼机中制成坯粉，所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末与聚醛树脂粘结剂的质量比为11:1；
S2，成型，将所述坯粉装入螺杆挤压机内部进行混料，螺杆挤压机排出的混合料冷却后切割成颗粒，再将颗粒装入注射成型机，加热成熔体后，将熔体注射进入模腔并冷却后成型；
S3，修整，对成型后的零件毛边进行修整，以去除毛刺；
S4，脱脂，采用催化脱脂炉，在110-150℃之间，在保护气氛下，向成型后的工件吹入硝酸；
S5，烧结，采用真空脱脂烧结炉，在烧结气氛下，温度升高至1150～1280℃，并保温80～160分钟；
S6，打磨，对烧结后的工件表面进行打磨，以保证表面平整。
2.根据权利要求1所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述Fe-Cr-Ni-Mo不锈钢粉末采用气雾化方法制得。
3.根据权利要求1所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述熔化温度为130-135℃温度环境下。
4.根据权利要求1所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述保护气氛为氮气。
5.根据权利要求4所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述氮气的消耗量为3000L/h。
6.根据权利要求1所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述烧结气氛由50％氢气和50％氮气组成。
7.根据权利要求1所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述螺杆挤压机为单螺杆挤出机或双螺杆挤压机。
8.根据权利要求1所述的金属粉末成型工艺，其特征在于：所述步骤S2中，熔体以1.5cm3/s的冲模速度、60MPa的压力注射进入模腔中。
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