CN113172728B - 一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法 - Google Patents

一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法 Download PDF

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    • 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

Abstract

本发明公开了一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，采用粉末注射成形由原形件制作复制模具得到凹模模芯，再采用粉末注射成形由复制模具制作复制零件，本发明提出采用粉末注射成形的方法，由原形件直接批量复制出零件，该方法不需要对原形件或样件进行测绘，既适用于金属件也适用于陶瓷件，且复制出的金属件材料性能可好于铸件。

Description

一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法
技术领域
本发明涉及粉末注射成形领域，具体为一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法。
背景技术
粉末注射成形是由常规粉末冶金工艺与现代塑料注射成形工艺相结合而形成的一种近净成形技术，具有常规粉末冶金和传统机械加工方法无法比拟的优势，能制备形状复杂的零件，产品组织均匀、性能各向同性及尺寸精度高，且生产成本低、物料利用率高及适用于各种批量的生产。
实际生产中，有时会遇到这样的情况：现有原形件或样件，要根据原形件或样件批量生产出相同的零件。此时传统的处理方法一是可以先对原形件或样件进行测绘，画出零件图，然后根据零件图采用机械加工或铸造等方法生产出零件。这种方法需要耗费测绘时间，当零件结构复杂时，还存在测绘精度和制造精度的问题。如果是陶瓷件，用常规的机械加工或铸造则可能无法生产；如果是金属件，采用铸造方法虽然能得到复制件，但有可能材料性能达不到要求。处理方法二是直接利用原形件或样件进行铸造，这种方法虽然避免了测绘过程，但同样存在陶瓷件可能无法生产、金属件可能材料性能达不到要求等问题，为此提供一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，采用粉末注射成形由原形件制作复制模具得到凹模模芯，再采用粉末注射成形由复制模具制作复制零件，其特征在于：
S1：复制件的粉末注射成形不需要设置分型面时；其步骤如下：
S11：原形件表面喷涂；
在原形件所有表面喷涂厚度均匀的金属层，金属层厚度根据粉末注射成形制作复制模具和利用复制模具粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和来确定；
S12：粉末注射成形制作复制模具；
以喷涂后的原形件作为模型直接形成粉末注射成形模具的模腔，用高硬度的硬质合金或陶瓷材料粉末进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到复制模具，此为一凹模模芯；
S13：粉末注射成形制作复制件；
用复制件所需的材料配制成喂料，用复制模具进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到原形件的复制件；
S2：复制件的粉末注射成形需要设置一个分型面时；其步骤如下：
S21：原形件表面喷涂；
在原形件所有表面喷涂厚度均匀的金属层，金属层厚度根据粉末注射成形制作复制模具和利用复制模具粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和来确定；
S22：切割原形件；
沿分型面将带喷涂层的原形件切割成两部分，切缝宽度为a，得到喷涂原形切割件一和喷涂原形切割件二，原形件为金属材料时，采用电火花线切割的方法切割；原形件为非金属材料时，采用线锯进行切割；
S23：组装粉末注射成形制作复制模具用的模具；
在喷涂原形切割件二上选择浇口位置，并在此处加工螺纹孔，同时制作浇道棒，将浇道棒通过螺纹拧入喷涂原形切割件二的螺纹孔中；
分别在喷涂原形切割件一和安装浇道棒后的喷涂原形切割件二的切割面四周涂上密封胶，而在切割面中部垫入厚度为a/2的金属薄片，将两个原形切割件分别粘到粉末注射成形模具的底部，清理干净原形切割件四周挤出来的密封胶，然后放置到密封胶固化后备用；此处垫入的厚度为a/2的薄片是切缝补偿片，用于补偿原形件切割时切缝所损耗的材料厚度；
S24：粉末注射成形制作复制模具一、复制模具二；
分别用上一步得到的两个模具，用高硬度的硬质合金或陶瓷材料粉末进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到复制模具一、复制模具二，其中原形切割件二上的浇道棒形成复制模具二的浇道；
S25：粉末注射成形制作复制件；
将复制模具一和复制模具二组装成复制模具，用复制件所需的材料配制成的喂料进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到原形件的复制件。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S1和S2中制件都存在烧结收缩的问题，因此需对原形件进行放大处理，采用表面喷涂方法，使原形件尺寸增大相应的收缩总量。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S1和S2中是根据原形件的具体形状，确定是否需要对原形件设置分型面。
作为本发明的一种优选技术方案，S2中需要设置的分型面超过一个时，可以类推。
本发明的有益效果是：本发明提出采用粉末注射成形的方法，由原形件直接批量复制出零件，该方法不需要对原形件或样件进行测绘，既适用于金属件也适用于陶瓷件，且复制出的金属件材料性能可好于铸件。
附图说明
图1本发明实施例1中复制件的粉末注射成形不需要分型面时，采用粉末注射成形由原形件复制零件的过程示意图；
图2本发明实施例2中复制件的粉末注射成形需要一个分型面时，采用粉末注射成形由原形件复制零件的过程示意图。
附图标号：1-原形件，2-喷涂后的原形件，3-复制模具注射坯，4-粉末注射成形模具一，5-脱脂烧结后的复制模具，6-复制件注射坯，7-注射成形模具二，8-脱脂烧结后的复制件，9-原形件，10-喷涂后的原形件，11-喷涂原形切割件一，12-切缝补偿片，13-密封胶，14-复制模具一注射坯，15-粉末注射成形模具三，16-脱脂烧结后的复制模具一，17-喷涂原形切割件二，18-有螺纹孔的喷涂原形切割件二，19-浇道棒，20-安装浇道棒后的喷涂原形切割件二，21-切缝补偿片，22-密封胶，23-复制模具二注射坯，24-粉末注射成形模具四，25-脱脂烧结后的复制模具二，26-复制件注射坯，27-粉末注射成形模具五，28-脱脂烧结后的复制件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，采用粉末注射成形由原形件制作复制模具得到凹模模芯，再采用粉末注射成形由复制模具制作复制零件，
S1：复制件的粉末注射成形不需要设置分型面时；其步骤如下：
S11：原形件表面喷涂；
在原形件所有表面喷涂厚度均匀的金属层，金属层厚度根据粉末注射成形制作复制模具和利用复制模具粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和来确定；
S12：粉末注射成形制作复制模具；
以喷涂后的原形件作为模型直接形成粉末注射成形模具的模腔，用高硬度的硬质合金或陶瓷材料粉末进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到复制模具，此为一凹模模芯；
S13：粉末注射成形制作复制件；
用复制件所需的材料配制成喂料，用复制模具进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到原形件的复制件；
S2：复制件的粉末注射成形需要设置一个分型面时；其步骤如下：
S21：原形件表面喷涂；
在原形件所有表面喷涂厚度均匀的金属层，金属层厚度根据粉末注射成形制作复制模具和利用复制模具粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和来确定；
S22：切割原形件；
沿分型面将带喷涂层的原形件切割成两部分，切缝宽度为a，得到喷涂原形切割件一和喷涂原形切割件二，原形件为金属材料时，采用电火花线切割的方法切割；原形件为非金属材料时，采用线锯进行切割；
S23：组装粉末注射成形制作复制模具用的模具；
在喷涂原形切割件二上选择浇口位置，并在此处加工螺纹孔，同时制作浇道棒，将浇道棒通过螺纹拧入喷涂原形切割件二的螺纹孔中；
分别在喷涂原形切割件一和安装浇道棒后的喷涂原形切割件二的切割面四周涂上密封胶，而在切割面中部垫入厚度为a/2的金属薄片，将两个原形切割件分别粘到粉末注射成形模具的底部，清理干净原形切割件四周挤出来的密封胶，然后放置到密封胶固化后备用；此处垫入的厚度为a/2的薄片是切缝补偿片，用于补偿原形件切割时切缝所损耗的材料厚度；
S24：粉末注射成形制作复制模具一、复制模具二；
分别用上一步得到的两个模具，用高硬度的硬质合金或陶瓷材料粉末进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到复制模具一、复制模具二，其中原形切割件二上的浇道棒形成复制模具二的浇道；
S25：粉末注射成形制作复制件；
将复制模具一和复制模具二组装成复制模具，用复制件所需的材料配制成的喂料进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到原形件的复制件。
所述S1和S2中制件都存在烧结收缩的问题，因此需对原形件进行放大处理，采用表面喷涂方法，使原形件尺寸增大相应的收缩总量；所述S1和S2中是根据原形件的具体形状，确定是否需要对原形件设置分型面；S2中需要设置的分型面超过一个时，可以类推。
实施例一：
原形件的粉末注射成形不需要设置分型面时，采用粉末注射成形由原形件复制零件的步骤如下：
1.原形件表面喷涂；
在原形件1所有表面喷涂厚度均匀的金属层，得到喷涂后的原形件2；喷涂层的厚度等于粉末注射成形制作复制模具和粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和；
2.粉末注射成形制作复制模具；
用喷涂后的原形件2作为模型，用粉末注射成形模具一4和硬质合金粉末配制成的喂料进行粉末注射成形，得到复制模具注射坯3；复制模具注射坯3经脱脂、烧结，得到复制模具5，此为一凹模模芯；
3.粉末注射成形制作复制件；
用复制件所需的材料配制成喂料，以脱脂烧结后的复制模具5为模芯用粉末注射成形模具二7进行粉末注射成形，得到复制件注射坯6，复制件注射坯6经脱脂、烧结，得到原形件的复制件8。
实施例二
原形件的粉末注射成形需要设置一个分型面时，采用粉末注射成形由原形件复制零件的步骤如下：
1.原形件表面喷涂；
在原形件9所有表面喷涂厚度均匀的金属层，得到喷涂后的原形件10。喷涂层的厚度等于粉末注射成形制作复制模具和粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和。
2.切割原形件；
沿分型面将喷涂后的原形件10切割成两部分，切缝宽度为a，得到喷涂原形切割件一11和喷涂原形切割件二17。原形件为金属材料时，采用电火花线切割的方法切割；原形件为非金属材料时，采用线锯进行切割。
3.组装粉末注射成形制作复制模具用的模具；
在喷涂原形切割件二17上选择浇口位置，并在此处加工螺纹孔，得到有螺纹孔的喷涂原形切割件二18；同时制作浇道棒19，将浇道棒19通过螺纹拧入有螺纹孔的喷涂原形切割件二18的螺纹孔中，得到安装浇道棒后的喷涂原形切割件二20。
分别在喷涂原形切割件一11和安装浇道棒后的喷涂原形切割件二20的切割面周围涂上密封胶13、22，而在切割面中部垫入厚度为a/2的切缝补偿片12、21，将两个喷涂原形切割件分别粘到粉末注射成形模具三15、粉末注射成形模具四24的底部，清理干净喷涂原形切割件11、20四周挤出来的密封胶，然后放置到密封胶固化后备用。此处的切缝补偿片12、21，用于补偿原形件切割时切缝所损耗的材料厚度。
4.粉末注射成形制作复制模具一、二；
分别用上一步组装得到的两个模具，用陶瓷粉末配制成的喂料进行粉末注射成形，得到复制模具一注射坯14、复制模具二注射坯23，注射坯14、23经脱脂、烧结，得到复制模具一16、复制模具二25。其中安装浇道棒后的喷涂原形切割件二20上的浇道棒形成复制模具二25的浇道。
5.粉末注射成形制作复制件；
以复制模具一16和复制模具二25为模芯，与粉末注射成形模具五27组装成复制模具，用复制件所需的材料配制成的喂料进行粉末注射成形，得到复制件注射坯26，复制件注射坯26经脱脂、烧结，得到原形件的复制件28。
本发明提出采用粉末注射成形的方法，由原形件直接批量复制出零件，该方法不需要对原形件或样件进行测绘，既适用于金属件也适用于陶瓷件，且复制出的金属件材料性能可好于铸件。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。

Claims (4)

1.一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，采用粉末注射成形由原形件制作复制模具得到凹模模芯，再采用粉末注射成形由复制模具制作复制零件，其特征在于：
S1：复制件的粉末注射成形不需要设置分型面时；其步骤如下：
S11：原形件表面喷涂；
在原形件所有表面喷涂厚度均匀的金属层，金属层厚度根据粉末注射成形制作复制模具和利用复制模具粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和来确定；
S12：粉末注射成形制作复制模具；
以喷涂后的原形件作为模型直接形成粉末注射成形模具的模腔，用高硬度的硬质合金或陶瓷材料粉末进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到复制模具，此为一凹模模芯；
S13：粉末注射成形制作复制件；
用复制件所需的材料配制成喂料，用复制模具进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到原形件的复制件；
S2：复制件的粉末注射成形需要设置一个分型面时；其步骤如下：
S21：原形件表面喷涂；
在原形件所有表面喷涂厚度均匀的金属层，金属层厚度根据粉末注射成形制作复制模具和利用复制模具粉末注射成形制作复制件时，每次烧结所产生的尺寸收缩量的总和来确定；
S22：切割原形件；
沿分型面将带喷涂层的原形件切割成两部分，切缝宽度为a，得到喷涂原形切割件一和喷涂原形切割件二，原形件为金属材料时，采用电火花线切割的方法切割；原形件为非金属材料时，采用线锯进行切割；
S23：组装粉末注射成形制作复制模具用的模具；
在喷涂原形切割件二上选择浇口位置，并在此处加工螺纹孔，同时制作浇道棒，将浇道棒通过螺纹拧入喷涂原形切割件二的螺纹孔中；
分别在喷涂原形切割件一和安装浇道棒后的喷涂原形切割件二的切割面四周涂上密封胶，而在切割面中部垫入厚度为a/2的金属薄片，将两个原形切割件分别粘到粉末注射成形模具的底部，清理干净原形切割件四周挤出来的密封胶，然后放置到密封胶固化后备用；此处垫入的厚度为a/2的薄片是切缝补偿片，用于补偿原形件切割时切缝所损耗的材料厚度；
S24：粉末注射成形制作复制模具一、复制模具二；
分别用上一步得到的两个模具，用高硬度的硬质合金或陶瓷材料粉末进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到复制模具一、复制模具二，其中原形切割件二上的浇道棒形成复制模具二的浇道；
S25：粉末注射成形制作复制件；
将复制模具一和复制模具二组装成复制模具，用复制件所需的材料配制成的喂料进行粉末注射成形，注射坯经脱脂、烧结，得到原形件的复制件。
2.根据权利要求1所述的一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，其特征在于：所述S1和S2中制件都存在烧结收缩的问题，因此需对原形件进行放大处理，采用表面喷涂方法，使原形件尺寸增大相应的收缩总量。
3.根据权利要求1所述的一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，其特征在于：所述S1和S2中是根据原形件的具体形状，确定是否需要对原形件设置分型面。
4.根据权利要求1所述的一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法，其特征在于：S2中需要设置的分型面超过一个时，可以类推。
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