CN114369749A - 一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合金螺杆材料,包括以下组分:锌20~30份、钛5~10份、锰2.2~3.5份、镉1.5~3.5份、镍1.1~1.8份、硼2.3~3.4份、CBN 0.8~1.2份、Fe25~40份、硅酸钙粒料5~10份、树脂粘结剂6~14份、辅剂3.5~6.5份;本发明还公开了一种合金螺杆的生产工艺,包括制作模具、备料、球磨、混合搅拌、填模、烧结、正火处理、磨削的步骤;本发明制备出的合金螺杆具备较高的耐磨性和耐腐蚀性,强度得到很大提升,通过添加抗氧剂可提高合金螺杆的抗氧化性,可兼使用性能和加工性能为一体,具有很好的推广效果。
Description
技术领域
本发明涉及螺杆制造技术领域,具体为一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺。
背景技术
螺杆是一种机械零件,配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件;而合金螺杆就是由两种或两种以上化学物质(至少有一组分为金属)混合而成具有金属特性的合金螺杆,螺杆在日常生活当中和工业生产制造当中,是少不了的,螺杆也被称为工业之米;可见螺杆的运用之广泛。
而传统的合金螺杆普遍存在耐磨性、耐腐蚀性以及抗氧化性较差的缺陷,同时运用的材料强度较低,其使用性能和加工性能难以兼顾。
鉴于此,我们提出一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺用于解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种合金螺杆材料,包括以下组分:锌20~30份、钛5~10份、锰2.2~3.5份、镉1.5~3.5份、镍1.1~1.8份、硼2.3~3.4份、CBN0.8~1.2份、Fe25~40份、硅酸钙粒料5~10份、树脂粘结剂6~14份、辅剂3.5~6.5份。
优选的,包括以下组分:锌20份、钛10份、锰2.2份、镉1.5份、镍1.1份、硼3.4份、CBN1.2份、Fe25份、硅酸钙粒料5份、树脂粘结剂6份、辅剂3.5份。
优选的,包括以下组分:锌25份、钛8份、锰3份、镉2.5份、镍1.5份、硼2.8份、CBN 1份、Fe30份、硅酸钙粒料7份、树脂粘结剂9份、辅剂5份。
优选的,包括以下组分:锌30份、钛5份、锰3.5份、镉3.5份、镍1.8份、硼2.3份、CBN0.8份、Fe40份、硅酸钙粒料10份、树脂粘结剂14份、辅剂6.5份。
优选的,所述辅剂包括抗氧剂、增塑剂和流变助剂,且抗氧剂、增塑剂和流变助剂的份量比为1.5:2:1。
优选的,所述抗氧剂为酚类抗氧剂;所述增塑剂为柠檬酸三丁酯;所述流变助剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素醚或羧乙基纤维素的任意一种。
优选的,所述树脂粘结剂为PVC树脂和ABS树脂的组合物,且PVC树脂和ABS树脂的份量比为1:1。
一种如上所述的合金螺杆的生产工艺,包括以下步骤:
步骤1:根据待制作合金螺杆的长度需要选取管材,加工管材内孔,制作相应模具;
步骤2:根据合金螺杆材料的既定组分进行配料;
步骤3:将原始粉末锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe以及硅酸钙粒料进行球磨混合,得到和合金粉末;
步骤4:将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中混合搅拌均匀,制得树脂粘结剂;
步骤5:将树脂粘结剂和合金粉末加入到高压釜中,并依次加入抗氧剂、增塑剂和流变助剂搅拌反应,搅拌反应后进行蒸汽处理,得到软性合金材料;
步骤6:将制作好的软性合金材料填满到空置的模具型腔中,并对模具型腔预抽真空,保持较高的真空状态,冷却后得到预烧结坯料;
步骤7:将预烧结坯料进行烧结处理,制得合金螺杆坯体;
步骤8:对合金螺杆坯体进行1-3次正火处理,然后去除模具,对合金螺杆坯体磨削外圆至所需尺寸,磨削牙形,制得合金螺杆成品。
优选的,所述步骤4中,所述磁力搅拌器中的温度控制在65-75℃,搅拌速度为220-300r/min,搅拌时间为15-30min。
优选的,所述步骤5中,所述蒸汽处理的具体步骤为:将高压釜中的材料转入蒸汽炉中,设定蒸汽炉中的蒸汽压力为2-7MPa,设定温度为80-95℃,设定时间为10-20分钟,进行蒸汽处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明提出一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺,通过以锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe作为主要合金材料,以PVC树脂和ABS树脂作为粘结剂,制备出的合金螺杆具备较高的耐磨性和耐腐蚀性,强度得到很大提升,通过添加抗氧剂可提高合金螺杆的抗氧化性,通过添加流变助剂,在物理机械性能优异的前提下,可提高材料的流动性,提高材料的强度以及韧性,可兼使用性能和加工性能为一体,具有很好的推广效果。
具体实施方式
下面将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。
实施例1:
一种合金螺杆材料,包括以下组分:锌20份、钛10份、锰2.2份、镉1.5份、镍1.1份、硼3.4份、CBN 1.2份、Fe25份、硅酸钙粒料5份、树脂粘结剂6份、辅剂3.5份。
在一个实施例中,辅剂包括抗氧剂、增塑剂和流变助剂,且抗氧剂、增塑剂和流变助剂的份量比为1.5:2:1。
在一个实施例中,抗氧剂为酚类抗氧剂;增塑剂为柠檬酸三丁酯;流变助剂为羧甲基纤维素钠。
在一个实施例中,树脂粘结剂为PVC树脂和ABS树脂的组合物,且PVC树脂和ABS树脂的份量比为1:1。
本发明还提出了一种合金螺杆的生产工艺,包括以下步骤:
步骤1:根据待制作合金螺杆的长度需要选取管材,加工管材内孔,制作相应模具;
步骤2:根据合金螺杆材料的既定组分进行配料;
步骤3:将原始粉末锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe以及硅酸钙粒料进行球磨混合,得到和合金粉末;
步骤4:将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中混合搅拌均匀,制得树脂粘结剂;
步骤5:将树脂粘结剂和合金粉末加入到高压釜中,并依次加入抗氧剂、增塑剂和流变助剂搅拌反应,搅拌反应后进行蒸汽处理,得到软性合金材料;
步骤6:将制作好的软性合金材料填满到空置的模具型腔中,并对模具型腔预抽真空,保持较高的真空状态,冷却后得到预烧结坯料;
步骤7:将预烧结坯料进行烧结处理,制得合金螺杆坯体;
步骤8:对合金螺杆坯体进行2次正火处理,然后去除模具,对合金螺杆坯体磨削外圆至所需尺寸,磨削牙形,制得合金螺杆成品。
在一个实施例中,步骤4中,磁力搅拌器中的温度控制在65℃,搅拌速度为220r/min,搅拌时间为15min。
在一个实施例中,步骤5中,蒸汽处理的具体步骤为:将高压釜中的材料转入蒸汽炉中,设定蒸汽炉中的蒸汽压力为4MPa,设定温度为80℃,设定时间为10分钟,进行蒸汽处理。
实施例2:
一种合金螺杆材料,包括以下组分:锌25份、钛8份、锰3份、镉2.5份、镍1.5份、硼2.8份、CBN 1份、Fe30份、硅酸钙粒料7份、树脂粘结剂9份、辅剂5份。
在一个实施例中,辅剂包括抗氧剂、增塑剂和流变助剂,且抗氧剂、增塑剂和流变助剂的份量比为1.5:2:1。
在一个实施例中,抗氧剂为酚类抗氧剂;增塑剂为柠檬酸三丁酯;流变助剂为羧甲基纤维素。
在一个实施例中,树脂粘结剂为PVC树脂和ABS树脂的组合物,且PVC树脂和ABS树脂的份量比为1:1。
本发明还提出了一种合金螺杆的生产工艺,包括以下步骤:
步骤1:根据待制作合金螺杆的长度需要选取管材,加工管材内孔,制作相应模具;
步骤2:根据合金螺杆材料的既定组分进行配料;
步骤3:将原始粉末锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe以及硅酸钙粒料进行球磨混合,得到和合金粉末;
步骤4:将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中混合搅拌均匀,制得树脂粘结剂;
步骤5:将树脂粘结剂和合金粉末加入到高压釜中,并依次加入抗氧剂、增塑剂和流变助剂搅拌反应,搅拌反应后进行蒸汽处理,得到软性合金材料;
步骤6:将制作好的软性合金材料填满到空置的模具型腔中,并对模具型腔预抽真空,保持较高的真空状态,冷却后得到预烧结坯料;
步骤7:将预烧结坯料进行烧结处理,制得合金螺杆坯体;
步骤8:对合金螺杆坯体进行2次正火处理,然后去除模具,对合金螺杆坯体磨削外圆至所需尺寸,磨削牙形,制得合金螺杆成品。
在一个实施例中,步骤4中,磁力搅拌器中的温度控制在70℃,搅拌速度为260r/min,搅拌时间为20min。
在一个实施例中,步骤5中,蒸汽处理的具体步骤为:将高压釜中的材料转入蒸汽炉中,设定蒸汽炉中的蒸汽压力为5MPa,设定温度为90℃,设定时间为15分钟,进行蒸汽处理。
实施例3:
一种合金螺杆材料,包括以下组分:锌30份、钛5份、锰3.5份、镉3.5份、镍1.8份、硼2.3份、CBN 0.8份、Fe40份、硅酸钙粒料10份、树脂粘结剂14份、辅剂6.5份。
在一个实施例中,辅剂包括抗氧剂、增塑剂和流变助剂,且抗氧剂、增塑剂和流变助剂的份量比为1.5:2:1。
在一个实施例中,抗氧剂为酚类抗氧剂;增塑剂为柠檬酸三丁酯;流变助剂为羧甲基纤维素醚。
在一个实施例中,树脂粘结剂为PVC树脂和ABS树脂的组合物,且PVC树脂和ABS树脂的份量比为1:1。
本发明还提出了一种合金螺杆的生产工艺,包括以下步骤:
步骤1:根据待制作合金螺杆的长度需要选取管材,加工管材内孔,制作相应模具;
步骤2:根据合金螺杆材料的既定组分进行配料;
步骤3:将原始粉末锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe以及硅酸钙粒料进行球磨混合,得到和合金粉末;
步骤4:将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中混合搅拌均匀,制得树脂粘结剂;
步骤5:将树脂粘结剂和合金粉末加入到高压釜中,并依次加入抗氧剂、增塑剂和流变助剂搅拌反应,搅拌反应后进行蒸汽处理,得到软性合金材料;
步骤6:将制作好的软性合金材料填满到空置的模具型腔中,并对模具型腔预抽真空,保持较高的真空状态,冷却后得到预烧结坯料;
步骤7:将预烧结坯料进行烧结处理,制得合金螺杆坯体;
步骤8:对合金螺杆坯体进行3次正火处理,然后去除模具,对合金螺杆坯体磨削外圆至所需尺寸,磨削牙形,制得合金螺杆成品。
在一个实施例中,步骤4中,磁力搅拌器中的温度控制在75℃,搅拌速度为300r/min,搅拌时间为30min。
在一个实施例中,步骤5中,蒸汽处理的具体步骤为:将高压釜中的材料转入蒸汽炉中,设定蒸汽炉中的蒸汽压力为6MPa,设定温度为95℃,设定时间为20分钟,进行蒸汽处理。
以上三组实施例均可作为本发明的实施例,其中以实施例2作为最优选,本发明提出一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺,通过以锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe作为主要合金材料,以PVC树脂和ABS树脂作为粘结剂,制备出的合金螺杆具备较高的耐磨性和耐腐蚀性,强度得到很大提升,通过添加抗氧剂可提高合金螺杆的抗氧化性,通过添加流变助剂,在物理机械性能优异的前提下,可提高材料的流动性,提高材料的强度以及韧性,可兼使用性能和加工性能为一体,具有很好的推广效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种合金螺杆材料,其特征在于,包括以下组分:锌20~30份、钛5~10份、锰2.2~3.5份、镉1.5~3.5份、镍1.1~1.8份、硼2.3~3.4份、CBN 0.8~1.2份、Fe25~40份、硅酸钙粒料5~10份、树脂粘结剂6~14份、辅剂3.5~6.5份。
2.根据权利要求1所述的一种合金螺杆材料,其特征在于,包括以下组分:锌20份、钛10份、锰2.2份、镉1.5份、镍1.1份、硼3.4份、CBN 1.2份、Fe25份、硅酸钙粒料5份、树脂粘结剂6份、辅剂3.5份。
3.根据权利要求1所述的一种合金螺杆材料,其特征在于,包括以下组分:锌25份、钛8份、锰3份、镉2.5份、镍1.5份、硼2.8份、CBN 1份、Fe30份、硅酸钙粒料7份、树脂粘结剂9份、辅剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种合金螺杆材料,其特征在于,包括以下组分:锌30份、钛5份、锰3.5份、镉3.5份、镍1.8份、硼2.3份、CBN 0.8份、Fe40份、硅酸钙粒料10份、树脂粘结剂14份、辅剂6.5份。
5.根据权利要求1所述的一种合金螺杆材料,其特征在于:所述辅剂包括抗氧剂、增塑剂和流变助剂,且抗氧剂、增塑剂和流变助剂的份量比为1.5:2:1。
6.根据权利要求5所述的一种合金螺杆材料,其特征在于:所述抗氧剂为酚类抗氧剂;所述增塑剂为柠檬酸三丁酯;所述流变助剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素醚或羧乙基纤维素的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种合金螺杆材料,其特征在于:所述树脂粘结剂为PVC树脂和ABS树脂的组合物,且PVC树脂和ABS树脂的份量比为1:1。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的合金螺杆的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:根据待制作合金螺杆的长度需要选取管材,加工管材内孔,制作相应模具;
步骤2:根据合金螺杆材料的既定组分进行配料;
步骤3:将原始粉末锌、钛、锰、镉、镍、硼、CBN、Fe以及硅酸钙粒料进行球磨混合,得到和合金粉末;
步骤4:将PVC树脂和ABS树脂加入磁力搅拌器中混合搅拌均匀,制得树脂粘结剂;
步骤5:将树脂粘结剂和合金粉末加入到高压釜中,并依次加入抗氧剂、增塑剂和流变助剂搅拌反应,搅拌反应后进行蒸汽处理,得到软性合金材料;
步骤6:将制作好的软性合金材料填满到空置的模具型腔中,并对模具型腔预抽真空,保持较高的真空状态,冷却后得到预烧结坯料;
步骤7:将预烧结坯料进行烧结处理,制得合金螺杆坯体;
步骤8:对合金螺杆坯体进行1-3次正火处理,然后去除模具,对合金螺杆坯体磨削外圆至所需尺寸,磨削牙形,制得合金螺杆成品。
9.根据权利要求8所述的合金螺杆的生产工艺,其特征在于:所述步骤4中,所述磁力搅拌器中的温度控制在65-75℃,搅拌速度为220-300r/min,搅拌时间为15-30min。
10.根据权利要求8所述的合金螺杆的生产工艺,其特征在于:所述步骤5中,所述蒸汽处理的具体步骤为:将高压釜中的材料转入蒸汽炉中,设定蒸汽炉中的蒸汽压力为2-7MPa,设定温度为80-95℃,设定时间为10-20分钟,进行蒸汽处理。
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