TWI790032B - 低溫燒結配重塊製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種低溫燒結配重塊製作方法，選用鋁粉為基材與鎳粉為燒結活性材及高比重鎢粉為填充材，按一定比例經混合機均勻混合，再將混合物進行冷壓成型製作生胚，再經真空燒結熱處理製成燒結體，最後經高壓壓製緻密化製程，獲得不同密度之低溫燒結配重塊。

Description

低溫燒結配重塊製作方法

本發明係關於一種配重塊製作方法，特別是關於一種低溫燒結配重塊製作方法。

一般傳統配重塊之材質以鐵基或鎢基金屬成份居多，其製造方法多為鑄造法、粉末冶金法或射出成型法，鑄造法之加熱溫度需超過金屬熔點，粉末冶金法或射出成型法之生胚燒結溫度需高達800℃以上。

因傳統鐵基或鎢基金屬配重塊之製造方法多為鑄造法、粉末冶金法或射出成型法，鑄造法之加熱溫度需超過金屬熔點，再澆注金屬熔湯鑄造，另鐵基或鎢基材之粉末冶金法或射出成型法之生胚，燒結溫度需高達800℃以上，胚體才可燒結緻密，耗費許多製程時間及能源損耗。

綜上所述，目前配重塊製作方法仍有缺陷，因此本案之申請人經苦心研究發展出了一種低溫燒結配重塊製作方法，有效解決燒結溫度需高達800℃以上，胚體才可燒結緻密，耗費許多製程時間及能源損耗之問題。

鑒於上述悉知技術之缺點，本發明之主要目的在 於提供一種低溫燒結配重塊製作方法，將原料中鐵基或鎢基材成分轉換成鋁材，並添加鎳材增加燒結活性，以增加基材結構強度，另以高比重金屬粉為填充材，調整不同比例高比重金屬粉添加量，藉以調整配重塊之比重。

為了達到上述目的，根據本發明所提出之一方案，提供一種低溫燒結配重塊製作方法，步驟包括：(A)提供一鋁材與一鎳材及一高比重金屬材，將該鋁材與與該鎳材及該高比重金屬材混合成一均勻混合物；(B)將該均勻混合物進行一冷壓成型製程而得一生胚體；(C)將該生胚體於真空環境下進行一熱處理製程而得一燒結體；(D)將該燒結體進行一高壓製程而得一低溫燒結配重塊。

較佳地，鋁材係可選自純鋁、鋁合金粉等材料其中之一或上述材料之混合物。

較佳地，高比重金屬材係可選自鎢粉、鉭粉、鉬粉、銀粉、銅粉、鉛粉等材料其中之一或上述材料之混合物。

較佳地，步驟(A)中係可利用攪拌、球磨、行星式轉動混合、高速均質混合進行混合該鋁材與該高比重金屬材。

較佳地，鋁材與該鎳材及該高比重金屬材的重量百分比的範圍係可為7~22比5比73~88。

較佳地，冷壓成型製程係可選用模壓、冷均壓等製程。

較佳地，熱處理製程的熱處理溫度範圍係可為350~450℃。

較佳地，高壓製程係可選用高壓模壓、冷軋、熱軋、鍛造、擠壓、冷均壓、熱均壓等製程。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。

S1-S4:步驟

第一圖係為本發明之一種低溫燒結配重塊製作方法流程圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之優點及功效。

請參閱第一圖，第一圖係為本發明之一種低溫燒結配重塊製作方法流程圖。一種低溫燒結配重塊製作方法，步驟包括：步驟S1提供鋁材(鋁材係可選自純鋁、鋁合金粉等材料其中之一或上述材料之混合物)與鎳材及高比重金屬材(高比重金屬材係可選自鎢粉、鉭粉、鉬粉、銀粉、銅粉、鉛粉等材料其中之一或上述材料之混合物)，將鋁材、鎳材及高 比重金屬材混合成均勻混合物，鋁材、鎳材及高比重金屬材的重量百分比的範圍係可為7~22比5比73~88，係可利用攪拌、球磨、行星式轉動混合、高速均質混合進行混合鋁材、鎳材與高比重金屬材。步驟S2將均勻混合物進行冷壓成型製程而得生胚體，冷壓成型製程係可選用模壓、冷均壓等製程。步驟S3將生胚體於真空環境下進行熱處理製程而得燒結體，熱處理製程的熱處理溫度範圍係可為350~450℃。步驟S4將燒結體進行高壓製程而得低溫燒結配重塊，高壓製程係可選用高壓模壓、冷軋、熱軋、鍛造、擠壓、冷均壓、熱均壓等製程。

更詳言之，本發明採用粉末冶金法製備低溫燒結配重塊，製作流程，如第一圖所示，選用鋁粉為基材與鎳粉為燒結活性材及高比重金屬粉為填充材，利用鎳粉增加結構強度，另利用高比重金屬粉之添加，以增加並調整配重塊之密度，採用冷壓成型方式製作塊材生胚體，後續再經真空燒結與高壓壓製製程，提升燒結體密度，以獲得低溫燒結配重塊。

一般傳統配重塊之材質以鐵基或鎢基成份居多，其製造方法為鑄造法、粉末冶金法或射出成型法，鑄造法之加熱溫度需超過金屬熔點，粉末冶金法或射出成型法之燒結溫度需高達800℃以上，為降低配重塊燒結溫度，將原料中鐵基或鎢基材成分轉換成鋁材，並添加鎳材增加燒結活 性，以增加基材結構強度，另以高比重金屬粉為填充材，調整不同比例高比重金屬粉添加量，藉以調整配重塊之比重，採用冷壓成型方式製作塊材生胚體，後續再經真空燒結與高壓壓製製程，以獲得高比重低溫燒結配重塊。

以上，以簡單之粉末冶金法製備低溫燒結配重塊，燒結溫度可從鐵基或鎢基材之800℃以上，降低至鋁基材450℃以下，以節省燒結所需之能耗，另可調整高比重金屬粉不同比例添加量，獲取不同比重之配重塊，增加不同使用環境之便利性。

在本實例中，低溫燒結配重塊製作方法，選用鋁粉為基材與鎳粉為燒結活性材及高比重鎢粉為填充材(增重材)，按一定比例經混合機均勻混合，再將混合物進行冷壓成型製作生胚，再經真空燒結熱處理製成燒結體，最後經高壓壓製緻密化製程，獲得不同密度之低溫燒結配重塊，量測不同比例與燒結條件下之低溫燒結配重塊密度，如表1所示。可明顯發現低溫燒結配重塊之相對理論密度均大於97.2%以上，可作為理想之低溫燒結配重塊優選材料。

綜上所述，本發明之低溫燒結配重塊製作方法，選用鋁粉為基材與鎳粉為燒結活性材及高比重鎢粉為填充材，按一定比例經混合機均勻混合，再將混合物進行冷壓成型製作生胚，再經真空燒結熱處理製成燒結體，最後經高壓壓製緻密化製程，可明顯發現低溫燒結配重塊之相對理論密度均大於97.2%以上，可作為理想之低溫燒結配重塊優選材料。

上述之實施例僅為例示性說明本創作之特點及功效，非用以限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟悉此技藝之人士均可在不違背創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

S1-S4:步驟

Claims (6)

1. 一種低溫燒結配重塊製作方法，步驟包括：(A)提供一鋁材與一鎳材及一高比重金屬材，將該鋁材與該鎳材及該高比重金屬材混合成一均勻混合物；(B)將該均勻混合物進行一冷壓成型製程而得一生胚體；(C)將該生胚體於真空環境下進行一熱處理製程而得一燒結體；(D)將該燒結體進行一高壓製程而得一低溫燒結配重塊；其中該高比重金屬材係選自鎢粉、鉭粉、鉬粉、銀粉、銅粉及鉛粉其中之一或上述材料之混合物，其中該熱處理製程的熱處理溫度範圍係為350~450℃。
2. 如申請專利範圍第1項所述之低溫燒結配重塊製作方法，其中該鋁材係選自純鋁及鋁合金粉其中之一或上述材料之混合物。
3. 如申請專利範圍第1項所述之低溫燒結配重塊製作方法，其中步驟(A)中係利用攪拌或球磨進行混合該鋁材與該高比重金屬材。
4. 如申請專利範圍第1項所述之低溫燒結配重塊製作方法，其中該鋁材與該鎳材及該高比重金屬材的重量百分比的範圍係為7~22比5比73~88。
5. 如申請專利範圍第1項所述之低溫燒結配重塊製作方法，其中該冷壓成型製程係選用模壓或冷均壓製程。
6. 如申請專利範圍第1項所述之低溫燒結配重塊製作方法，其中該高壓製程係選用高壓模壓、冷軋、熱軋、鍛造、擠壓、冷均壓或熱均壓製程。

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