CN1309547C - 一种制备高尺寸精度异型钼零部件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高尺寸精度异型钼零部件的方法，属于注射成形技术领域。将重量百分比为30～70%石蜡、15～35%高密度聚乙烯、10～30%聚丙烯和1～10%硬脂酸混合均匀制得粘结剂，将钼粉末与粘结剂混合成均匀的喂料，喂料中钼粉的体积比为45～60%，喂料在注射机上注射成形，注射温度为120～170℃，注射压力为80～140MPa。注射坯体脱脂和预烧结后，在烧结炉中1900～2300℃的温度下烧结，保温1～10小时，烧结产品经后续处理，得到钼零部件。其优点在于：材料利用率几乎达100%，制备的钼零部件的致密度大于95%，尺寸精度在±0.3%之内；且生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于注射成形技术领域，特别是提供了一种制备高尺寸精度异型钼零部件的方法。
背景技术
作为一种稀有难熔金属(熔点2620℃)，金属钼具有高的导热性能、低的热膨胀系数以及高的弹性模量和强度等一系列优良特性，使它成为现代国防、航空航天、原子能工业、高性能电子部件等广泛使用的材料。例如，在航空领域，可用作航空器发动机的喉管、喷嘴和阀门等；在电子工业中，可用作电子管中的栅极和阳极支撑材料，高功率微波管的热离子阴极结构元件，功率晶体管、硅整流器的基板和散热片等。
粉末冶金方法是难熔金属的主要加工技术之一，但传统的粉末压制烧结工艺生产的产品的尺寸精度不高，零件形状复杂程度受限制。另外，由于钼在室温条件下是脆性的，加工性能较差，采用机械加工的方法制备复杂形状和高尺寸精度的钼零部件时，不仅加工成本高，原材料浪费也很大。这些问题已经成为限制金属钼发展和应用的关键问题之一。
粉末注射成形是世界上目前最热门的材料成形技术之一，该技术的最大特点是克服了传统粉末压制工艺难以直接生产复杂形状零部件，而后续机加工工序长、原料利用率低、成本高的缺点，特别适合薄壁、复杂形状零部件的近终形批量化生产。由于成形过程为流动充模，成形坯密度均匀，因此，所制备的产品尺寸精度高，并且具有组织均匀、性能优越的特点。可见，将粉末注射成形技术应用在高尺寸精度异型钼零部件的生产中，可望彻底解决目前面临的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备高尺寸精度异型钼零部件的方法，解决了钼的高尺寸精度和复杂形状零部件的成形问题。
本发明是通过以下步骤实现的：
1.粘结剂的制备。将石蜡、高密度聚乙烯、聚丙烯、硬脂酸按比例混合均匀得到粘结剂，其比例为：石蜡：30～70％，高密度聚乙烯：15～35％，聚丙烯：10～30％，硬脂酸：1～10％，均为重量百分比。
2.喂料的制备。将步骤1得到的粘结剂与钼粉末混合均匀制成喂料，喂料中钼粉所占体积比为45～60％，最佳为48～56％。
3.注射成形。喂料在注射机上注射成形，注射温度为120～170℃，注射压力为80～140MPa。
4.脱脂和预烧结。注射坯采用溶剂脱脂+后续热脱脂的脱脂工艺，首先在三氯乙烯中将注射坯溶剂脱脂2～12小时，然后烘干。热脱脂和预烧结在20～1500℃间进行，共需要时间为8～20小时。
5.烧结。注射坯体脱脂和预烧结后，在烧结炉中1900～2300℃的温度下烧结，保温1～10小时，烧结产品经后续处理，得到钼零部件。
本发明的优点在于：
1、将粉末注射成形技术应用于高尺寸精度异型钼零部件的生产中，解决了传统粉末压制烧结工艺生产的产品尺寸精度不高，零件形状复杂程度受限制，而后续机加工材料浪费大，成本高的缺点。
2、将钼粉末与粘结剂混合后，得到的喂料混合均匀，喂料在注射成形机上注射成形得到的成形坯密度均匀，烧结时产品收缩一致。烧结产品不需任何机加工处理，喂料可重复利用，材料利用率几乎达100％。
3、采用溶剂脱脂和热脱脂相结合的工艺，不仅缩短了整个脱脂时间，同时减少了坯体变形风险，提高了生产效率和成品率，所生产的产品尺寸精度高，性能均匀一致，且可批量生产，成本低。采用该方法制备的钼零部件的致密度大于95％，尺寸精度在±0.3％之内。
具体实施方式
实施例1：
将60％石蜡、25％高密度聚乙烯、10％聚丙烯和5％硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为54％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为160℃，注射压力为100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂4小时，再在60℃温度下干燥30分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为8小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2000℃，烧结时间为6小时，烧结产品经后续处理即得到钼零部件。
实施例2：
将55％石蜡、25％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为54％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为150℃，注射压力为120MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂2小时，再在60℃温度下干燥30分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为8小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2100℃，烧结时间为3小时，烧结产品经后续处理即得到钼零部件。
实施例3：
将50％石蜡、25％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和10％的硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为52％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为150℃，注射压力为100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂4小时，再在60℃温度下干燥30分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为6小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2100℃，烧结时间为3小时，烧结产品经后续处理即得到钼零部件。
实施例4：
将45％石蜡、25％高密度聚乙烯、25％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为52％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为150℃，注射压力为110MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂4小时，再在40℃温度下干燥30分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为6小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2100℃，烧结时间为3小时，烧结产品经后续处理即得到钼零部件。
实施例5：
将40％石蜡、35％高密度聚乙烯、25％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为50％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为150℃，注射压力为100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂2小时，再在30℃温度下干燥60分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为8小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2200℃，烧结时间为2小时，烧结产品经后续处理即得到钼零部件。
实施例6：
将65％石蜡、15％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为50％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为150℃，注射压力为90MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂6小时，再在60℃温度下干燥30分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为6小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2200℃，烧结时间为2小时，即得到钼零部件。
实施例7：
将60％石蜡、20％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均匀制得粘结剂，钼粉末的体积比为48％，将钼粉与粘结剂在SK-160型开放式炼胶机上混合后，再在PSJ32型混炼挤出机上制粒，使喂料进一步均匀，喂料在CJ80-E型注射机上注射成形，注射温度为150℃，注射压力为100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脱脂2小时，再在60℃温度下干燥30分钟后置于气氛脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂时间为6小时，将脱脂坯在1200℃的氢气炉中进行预烧结1小时后，置于中频感应炉中进行烧结，烧结温度为2200℃，烧结时间为2小时，烧结产品经后续处理即得到钼零部件。
Claims (2)
1.一种高尺寸精度异型钼零部件的生产方法，其特征在于：制备工艺为：
a.粘结剂的制备：将石蜡、高密度聚乙烯、聚丙烯、硬脂酸按比例混合均匀得到粘结剂，其比例为：石蜡：30～70％，高密度聚乙烯：15～35％，聚丙烯：10～30％，硬脂酸：1～10％，均为重量百分比；
b.喂料的制备：将步骤a得到的粘结剂与钼粉末混合均匀制成喂料，喂料中钼粉所占体积为45～60％；
c.注射成形：喂料在注射机上注射成形，注射温度为120～170℃，注射压力为80～140MPa；
d.脱脂和预烧结：注射坯采用溶剂脱脂加后续热脱脂的脱脂工艺，首先在三氯乙烯中将注射坯溶剂脱脂2～12小时，热脱脂和预烧结在20～1500℃间进行，共需要时间为8～20小时；
e.烧结：注射坯体脱脂和预烧结后，在烧结炉中1900～2300℃的温度下烧结，保温1～10小时，得到钼零部件。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：喂料中钼粉所占体积为48～56％。
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