CN114378293A - 一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺及不锈钢搅拌头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺及不锈钢搅拌头，涉及不锈钢烧结技术领域；包括以下步骤：S1，选取钢粉粉末，S2，将钢粉粉末与粘黏剂进行混合，S3，对混合后的粉末进行提炼，S4，对提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型，S5，进行脱脂处理，再进行烧结成型；本发明将钢粉与粘黏剂进行混合，提炼后喂料至注塑机，通过注射成型，再进行脱脂，然后进行烧结成型，较于传统浇铸制作搅拌头的方式，使得最终制得的搅拌头表面光滑，无需后续打磨处理，并且在用于食品原料搅拌加工时，减小搅拌头所受的摩擦力，防止搅拌头长时间表面受力不均发生断裂，提高搅拌头的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢烧结技术领域，尤其涉及一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺及不锈钢搅拌头。
背景技术
在对一些食品加工时，通常会使用到食品搅拌机，而食品搅拌机中的搅拌头是主要的工作件，但是传统的是采用浇铸工艺进行加工，首先将不锈钢熔化成液体后，然后将不锈钢液体浇灌到模具型腔成型产品，冷却成型后，打开模具，将产品取出。但是这种加工方法的所制备的搅拌头产品一般表面粗糙，抛光加工困难，并且由于搅拌头表面不平整，长时间接触食品原料时所受摩擦力较大，极易导致搅拌头发生断裂，无形中会降低搅拌头的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有采用浇铸工艺进行加工的搅拌头表面不平整，长时间接触食品原料时所受摩擦力较大，极易导致搅拌头发生断裂，无形中会降低搅拌头的使用寿命的缺点，而提出的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺及其操作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，包括以下步骤：S1，选取钢粉粉末；
S2，将钢粉粉末与粘黏剂进行混合；
S3，对混合后的粉末进行提炼；
S4，对提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型；
S5，进行脱脂处理，再进行烧结成型。
作为本发明一种优选的，所述S1步骤中钢粉粉末包括铁粉、镍粉、铜粉和锰粉，其中铁粉、镍粉、铜粉和锰粉的质量比为60：10： 10：10，其中各粉末的直径均小于12μm。
作为本发明一种优选的，所述S2步骤中粘结剂选用的为POM粘黏剂，且钢粉粉末的质量为POM粘黏剂质量的0.5-0.6％。
作为本发明一种优选的，所述S3步骤中混合选用的机械为V型混粉机，钢粉粉末与粘黏剂的混合物加入V型混粉机内，运转24-36h 后使两种物质均匀混合，再将混合物在开放式炼胶机上140℃时混炼 2h，将混合后的原料在混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，完成粉末的提炼。
作为本发明一种优选的，所述S4步骤中提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型，其中注射成形选用合适的注塑机向搅拌头模具内进行注射，注射温度180℃，压力90MPa，最终制备搅拌头坯料，再冷却成型。
作为本发明一种优选的，所述S5步骤中脱脂处理时，将成型后的坯料放入烧结炉内，通过烧结炉的脱脂系统进行脱脂，其中脱脂的温度为30℃至800℃，去除粘黏剂，并加压380MPa，使其冷压成型；烧结时，在1400℃条件下保温2.5h，且烧结气氛为氮氢混合气体，氮气、氢气比例为90：10；其中加热速率、降温速率均设为每分钟5℃，待完成高温烧结后随炉冷却。
作为本发明一种优选的，所述S5步骤中最终获得烧结搅拌头利用电镜进行扫描，对搅拌头进行评估。
一种奥氏体不锈钢搅拌头，通过上述中任意一项所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺进行制备，其中搅拌头具体包括三角状搅拌叶，所述三角状搅拌叶的内部固定连接有多根连接杆，所述三角状搅拌叶的一端连接有套接连接部。
作为本发明一种优选的，所述套接连接部包括与三角状搅拌叶一端固定连接的套筒，所述套筒的两侧均固定连接有加强筋，且加强筋的一端与三角状搅拌叶的一端固定连接，所述套筒的表面还可设有连接卡槽。
本发明的有益效果为：
1)本发明将钢粉与粘黏剂进行混合，提炼后喂料至注塑机，通过注射成型，再进行脱脂，然后进行烧结成型，较于传统浇铸制作搅拌头的方式，使得最终制得的搅拌头表面光滑，无需后续打磨处理，并且在用于食品原料搅拌加工时，减小搅拌头所受的摩擦力，防止搅拌头长时间表面受力不均发生断裂，提高搅拌头的使用寿命；
2)一体烧结成型的搅拌头通过设置的套接连接部可以快速与驱动轴进行连接，方便搅拌头日常使用过程中的拆装，套接连接部设置的连接卡槽可以与驱动轴对应设置的卡接头进行卡接，防止搅拌头在使用过程中发生自转，另外三角状搅拌叶配合连接杆在实现对原料搅拌的同时，也同样可以防止三角状搅拌叶在搅拌时受力过大发生断裂。
附图说明
图1为本发明提出的奥氏体不锈钢搅拌头的主视结构示意图；
图2为本发明提出的奥氏体不锈钢搅拌头的结构示意图之一。
图中：1、三角状搅拌叶；11、连接杆；2、套接连接部。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，包括以下步骤：S1，选取钢粉粉末；
S2，将钢粉粉末与粘黏剂进行混合；
S3，对混合后的粉末进行提炼；
S4，对提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型；
S5，进行脱脂处理，再进行烧结成型。
其中，S1步骤中钢粉粉末包括铁粉、镍粉、铜粉和锰粉，其中铁粉、镍粉、铜粉和锰粉的质量比为60：10：10：10，其中各粉末的直径均小于12μm，为了使得铁粉、镍粉、铜粉和锰粉直径更为均匀，可以选用球磨机对上述的粉末进行分别机械活化，确保上述每种粉末的直径更为均匀，更好的满足后续注射需求。
在本实施例中：S2步骤中粘结剂选用的为POM粘黏剂，且钢粉粉末的质量为POM粘黏剂质量的0.5-0.6％，具体的，选用POM粘黏剂，是由于聚甲醛凝固速度快，凝固温度在160℃左右，凝固速度大于熔融速度，温度稍低于熔点时，即生成结晶相而具有一定的刚度和表面硬度，这一点对于作为MIM成型粘结剂极其有利，利用POM的这个特性，可以在较短的时间内使得POM冷却凝固提供型坯所需要的强度，在保压较短时间后将制品顶出，这样可以减少型坯的保压时间，缩短工艺流程。
在本实施例中：S3步骤中混合选用的机械为V型混粉机，钢粉粉末与粘黏剂的混合物加入V型混粉机内，运转24-36h后使两种物质均匀混合，再将混合物在开放式炼胶机上140℃时混炼2h，将混合后的原料在混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，完成粉末的提炼，其中采用V型混粉机对上述物质进行混合，是由于V型混合容器内的物料流动平稳，不会破坏物料原形，确保钢粉粉末与粘黏剂混合的均匀性。
在本实施例中：S4步骤中提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型，其中注射成形选用合适的注塑机向搅拌头模具内进行注射，注射温度180℃，压力90MPa，最终制备搅拌头坯料，再冷却成型，而采用注塑机与搅拌头模具进行配合，可以一次性对搅拌头完成注射成型，另外注射成型的工艺使得搅拌头在脱模后胚料表面光滑，而且内部无孔洞、气泡等缺陷。
在本实施例中：S5步骤中脱脂处理时，将成型后的坯料放入烧结炉内，通过烧结炉的脱脂系统进行脱脂，其中脱脂的温度为30℃至800℃，去除粘黏剂，并加压380MPa，使其冷压成型；烧结时，在1400℃条件下保温2.5h，且烧结气氛为氮氢混合气体，氮气、氢气比例为90：10；其中加热速率、降温速率均设为每分钟5℃，待完成高温烧结后随炉冷却，然后对最终获得烧结搅拌头利用电镜进行扫描，对搅拌头进行评估。
具体的，最终烧结制备的奥氏体不锈钢搅拌头利用电镜进行扫描后发现，其较于浇铸成型的搅拌头在氮的固溶强化与氮化物的析出强化的影响下，其固溶态氮含量呈明显提高，促使铁素体相转变为奥氏体相，且因机体晶格畸变而增加位错运动在CrN相周围的阻力，使最终产品强度明显提高，并且表面更为光滑平整。
请参阅图1-2，一种奥氏体不锈钢搅拌头，通过上述中任意一项的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺进行制备，其中搅拌头具体包括三角状搅拌叶1，三角状搅拌叶1的内部固定连接有多根连接杆11，三角状搅拌叶1的一端连接有套接连接部2。
在本实施例中：套接连接部2包括与三角状搅拌叶1一端固定连接的套筒，套筒的两侧均固定连接有加强筋，且加强筋的一端与三角状搅拌叶1的一端固定连接，套筒的表面还可设有连接卡槽。
具体的，由于不锈钢搅拌头采用一体烧结成型工艺进行加工，确保搅拌头表面光滑，无需后续打磨处理，并且在用于食品原料搅拌加工时，减小搅拌头所受的摩擦力，防止搅拌头长时间表面受力不均发生断裂，另外搅拌头通过设置的套接连接部2可以快速与驱动轴进行连接，方便搅拌头日常使用过程中的拆装，套接连接部2设置的连接卡槽可以与驱动轴对应设置的卡接头进行卡接，防止搅拌头在使用过程中发生自转，另外三角状搅拌叶1配合连接杆11在实现对食品原料搅拌的同时，也可以同样防止三角状搅拌叶1在搅拌时受力过大发生断裂。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，选取钢粉粉末；
S2，将钢粉粉末与粘黏剂进行混合；
S3，对混合后的粉末进行提炼；
S4，对提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型；
S5，进行脱脂处理，再进行烧结成型。
2.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，所述S1步骤中钢粉粉末包括铁粉、镍粉、铜粉和锰粉，其中铁粉、镍粉、铜粉和锰粉的质量比为60：10：10：10，其中各粉末的直径均小于12μm。
3.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，所述S2步骤中粘结剂选用的为POM粘黏剂，且钢粉粉末的质量为POM粘黏剂质量的0.5-0.6％。
4.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，所述S3步骤中混合选用的机械为V型混粉机，钢粉粉末与粘黏剂的混合物加入V型混粉机内，运转24-36h后使两种物质均匀混合，再将混合物在开放式炼胶机上140℃时混炼2h，将混合后的原料在混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，完成粉末的提炼。
5.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，所述S4步骤中提炼后的粉末利用注塑机进行注射成型，其中注射成形选用合适的注塑机向搅拌头模具内进行注射，注射温度180℃，压力90MPa，最终制备搅拌头坯料，再冷却成型。
6.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，所述S5步骤中脱脂处理时，将成型后的坯料放入烧结炉内，通过烧结炉的脱脂系统进行脱脂，其中脱脂的温度为30℃至800℃，去除粘黏剂，并加压380MPa，使其冷压成型；烧结时，在1400℃条件下保温2.5h，且烧结气氛为氮氢混合气体，氮气、氢气比例为90：10；其中加热速率、降温速率均设为每分钟5℃，待完成高温烧结后随炉冷却。
7.根据权利要求6所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺，其特征在于，所述S5步骤中最终获得烧结搅拌头利用电镜进行扫描，对搅拌头进行评估。
8.一种奥氏体不锈钢搅拌头，通过权利要求1-7中任意一项所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头的烧结工艺进行制备，其特征在于，其中搅拌头具体包括三角状搅拌叶(1)，所述三角状搅拌叶(1)的内部固定连接有多根连接杆(11)，所述三角状搅拌叶(1)的一端连接有套接连接部(2)。
9.根据权利要求8所述的一种奥氏体不锈钢搅拌头，其特征在于，所述套接连接部(2)包括与三角状搅拌叶(1)一端固定连接的套筒(21)，所述套筒(21)的两侧均固定连接有加强筋(22)，且加强筋(22)的一端与三角状搅拌叶(1)的一端固定连接，所述套筒(21)的表面还可设有连接卡槽(23)。
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