发明公布-201710680868.4-一种大型零部件金属粉末注射成型方法
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<p>以下内容整理自《发明公布-201710680868.4-一种大型零部件金属粉末注射成型方法.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)中华人民共和国国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 107309430 A</p>
<p>(43)申请公布日 2017.11.03</p>
<p>(21)申请号 201710680868 .4</p>
<p>(22)申请日 2017 .08 .10</p>
<p>(71)申请人 攀枝花学院</p>
<p>地址 617000 四川省攀枝花市东区机场路</p>
<p>10号</p>
<p>(72)发明人 黄平 梁爱民</p>
<p>(74)专利代理机构 成都虹桥专利事务所(普通</p>
<p>合伙) 51124</p>
<p>代理人 许泽伟</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 3/22(2006 .01)</p>
<p>B22F 3/10(2006 .01)</p>
<p>B22F 1/00(2006 .01)</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>CN 107309430 A</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种大型零部件金属粉末注射成型方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明一种大型零部件金属粉末注射成型</p>
<p>方法，</p>
<p>包括以下步骤a、</p>
<p>将金属粉末和粘结剂混合</p>
<p>均匀，</p>
<p>然后制备成喂料颗粒；</p>
<p>b、利用注塑成型机</p>
<p>将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；</p>
<p>将坯件放</p>
<p>入烧结炉中加热 ，</p>
<p>随着烧结炉的升温脱去粘结</p>
<p>并在烧结炉进行第一次烧结；</p>
<p>d、将经过第一</p>
<p>次烧结的烧结件冷却至室温，</p>
<p>然后翻转180°</p>
<p>第二次烧结，</p>
<p>出炉得到成品。本发明通过对脱去</p>
<p>粘结剂的坯件进行二者烧结，</p>
<p>并在进行二次烧结</p>
<p>前先将烧结件翻转 ，使各部位的烧结收缩率一</p>
<p>得到的成品不会产生裂纹和变形，</p>
<p>整体密度</p>
<p>均匀，</p>
<p>致密度高于99 .5％，</p>
<p>且缩短了整体工艺流</p>
<p>生产效率高 ，</p>
<p>本发明适用于多种不同的金属</p>
<p>原料，</p>
<p>也适用于不同厚度的零部件，</p>
<p>能够进行大</p>
<p>批量生产。</p>
<p>说明书3页</p>
<p>CN 107309430 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>将金属粉末和粘结剂混合均匀，</p>
<p>然后制备成喂料颗粒；</p>
<p>利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；</p>
<p>c、将坯件放入烧结炉中加热，</p>
<p>随着烧结炉的升温脱去粘结剂，</p>
<p>并在烧结炉进行第一次</p>
<p>烧结；</p>
<p>d、将经过第一次烧结的烧结件冷却至室温，</p>
<p>然后翻转180 °</p>
<p>进行第二次烧结，</p>
<p>出炉得到</p>
<p>成品。</p>
<p>2 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>步骤a中</p>
<p>金属粉末的重量占比为89％～92％ ，粘结剂的重量占比为8％～11％ ，</p>
<p>混合时间为40～</p>
<p>60min，</p>
<p>混合温度为325～350℃，</p>
<p>制粒时的温度为180～200℃。</p>
<p>3 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>步骤b中</p>
<p>注射喂料颗粒前对喂料颗粒进行加热，</p>
<p>加热温度为250～300℃。</p>
<p>4 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>步骤b中</p>
<p>注塑成型机的注射速度为40～50g/s，</p>
<p>压力为60～70Mpa。</p>
<p>5 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>步骤c中</p>
<p>进行第一次烧结时的烧结温度为1050～1150℃，</p>
<p>烧结时间为0 .5～1h，</p>
<p>烧结炉的真空度为</p>
<p>0 .03～0 .05Pa。</p>
<p>6 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>其特征在于：</p>
<p>步骤d中</p>
<p>进行第二次烧结时的烧结温度为1300～1350℃，</p>
<p>烧结时间为2～2 .5h，</p>
<p>烧结炉的真空度为</p>
<p>0 .03～0 .05Pa。</p>
<p>CN 107309430 A</p>
<p>1/3 页</p>
<p>一种大型零部件金属粉末注射成型方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及粉末冶金领域，</p>
<p>尤其是一种型零部件金属粉末注射成型方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属注射成型技术(Metal Injection Molding，</p>
<p>简称MIM)是一种从塑料注射成型</p>
<p>行业中引申出来的新型粉末冶金成型技术。众所周知，</p>
<p>塑料注射成型技术的生产价格低廉，</p>
<p>能生产各种形状复杂的产品，</p>
<p>但塑料制品强度不高，</p>
<p>为了改善其性能，</p>
<p>可通过在塑料原料中</p>
<p>添加金属或陶瓷粉末来提高制品的强度和耐磨性。近年来，</p>
<p>这一想法已经发展演变为最大</p>
<p>限度得提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂使成型后的坯件致</p>
<p>密化，</p>
<p>即是金属注射成型技术。金属注射成型的基本工艺步骤是：</p>
<p>首先选取符合MIM要求的</p>
<p>金属粉末和粘结剂，</p>
<p>在一定温度下采用适当的方法将金属粉末和粘结剂混合成均匀的喂</p>
<p>然后经过制粒后注射成型，</p>
<p>获得的成型坯经过脱脂处理后烧结致密化得到成品。</p>
<p>[0003] 粉末注射成型技术具有能够一次成型出形状复杂的工件、</p>
<p>尺寸精度高、易于实现</p>
<p>高效率自动化生产等优点，</p>
<p>特别适合大批量制造形状复杂、高精度、高性能的小型机械零</p>
<p>已成为快速发展的新工艺。但目前金属注射成型技术基本上都用于生产小型机械零部</p>
<p>而对于大型零部件(质量大于等于500g以上的产品)的生产存在以下问题：</p>
<p>由于零部件</p>
<p>较大、</p>
<p>自重过重，</p>
<p>重力的作用会使烧结制品底部出现裂纹、</p>
<p>变形，</p>
<p>甚至无法成型，</p>
<p>严重影响烧</p>
<p>结制品品质，</p>
<p>废品率过高、</p>
<p>生产效率低。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0004] 本发明所要解决的技术问题是：</p>
<p>提供一种适用于大型零部件生产的金属粉末成型</p>
<p>注射方法，</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>生产的产品品质良好、</p>
<p>合格率高。</p>
<p>[0005] 为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：</p>
<p>一种大型零部件金属粉末注射</p>
<p>成型方法，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>[0006] a、</p>
<p>将金属粉末和粘结剂混合均匀，</p>
<p>然后制备成喂料颗粒；</p>
<p>[0007]</p>
<p>利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；</p>
<p>[0008] c、</p>
<p>将坯件放入烧结炉中加热，</p>
<p>随着烧结炉的升温脱去粘结剂，</p>
<p>并在烧结炉进行第</p>
<p>一次烧结；</p>
<p>[0009] d、</p>
<p>将经过第一次烧结的烧结件冷却至室温，</p>
<p>然后翻转180 °</p>
<p>进行第二次烧结，</p>
<p>得到成品。</p>
<p>[0010] 进一步的是：</p>
<p>步骤a中金属粉末的重量占比为89％～92％，</p>
<p>粘结剂的重量占比为</p>
<p>8％～11％，</p>
<p>混合时间为40～60min，</p>
<p>混合温度为325～350℃，</p>
<p>制粒时的温度为180～200℃。</p>
<p>[0011] 进一步的是：</p>
<p>步骤b中注射喂料颗粒前对喂料颗粒进行加热，</p>
<p>加热温度为250～300</p>
<p>[0012] 进一步的是：</p>
<p>步骤b中注塑成型机的注射速度为40～50g/s，</p>
<p>压力为60～70Mpa。</p>
<p>[0013] 进一步的是：</p>
<p>步骤c中进行第一次烧结时的烧结温度为1050～1150℃，</p>
<p>烧结时间为</p>
<p>CN 107309430 A</p>
<p>2/3 页</p>
<p>0 .5～1h，</p>
<p>烧结炉的真空度为0 .03～0 .05Pa。</p>
<p>[0014] 进一步的是：</p>
<p>步骤d中进行第二次烧结时的烧结温度为1300～1350℃，</p>
<p>烧结时间为</p>
<p>2～2 .5h，</p>
<p>烧结炉的真空度为0 .03～0 .05Pa。</p>
<p>[0015] 本发明的有益效果是：</p>
<p>本发明通过对脱去粘结剂的坯件进行二次烧结，</p>
<p>并在进行</p>
<p>二次烧结前先将烧结件翻转，</p>
<p>使各部位的烧结收缩率一致，</p>
<p>得到的成品不会产生裂纹和变</p>
<p>整体密度均匀，</p>
<p>致密度能高于99 .5％，</p>
<p>且缩短了整体工艺流程，</p>
<p>生产效率高，</p>
<p>本发明适用</p>
<p>于多种不同的金属原料，</p>
<p>也适用于不同厚度的零部件，</p>
<p>能够进行大批量生产。</p>
<p>具体实施方式</p>
<p>[0016] 为了便于理解本发明，</p>
<p>下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。</p>
<p>[0017] 本发明一种大型零部件金属粉末注射成型方法，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>[0018] a、</p>
<p>将金属粉末和粘结剂在180～200℃的温度下混合40～60min直至混合均匀，</p>
<p>后在180～200℃的温度下制备成喂料颗粒；</p>
<p>金属粉末的重量占比为89％～92％，</p>
<p>粘结剂的</p>
<p>重量占比为8％～11％；</p>
<p>金属粉末可根据不同的产品需求选用不同的原料，</p>
<p>本发明适用于多</p>
<p>种金属原料粉末，</p>
<p>如不锈钢粉、</p>
<p>铁粉、</p>
<p>铜粉等；</p>
<p>[0019]</p>
<p>b、利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；</p>
<p>注射喂料颗粒前对喂料颗</p>
<p>粒进行加热，加热温度为250～300℃；</p>
<p>注塑成型机的注射速度为40～50g/s，</p>
<p>压力为60～</p>
<p>70Mpa；</p>
<p>[0020] c、</p>
<p>将坯件放入烧结炉中加热，</p>
<p>随着烧结炉的升温脱去粘结剂，</p>
<p>然后在烧结炉中对</p>
<p>坯件进行第一次烧结，</p>
<p>烧结温度为1050～1150℃，</p>
<p>烧结时间为0 .5～1h，</p>
<p>烧结炉的真空度为</p>
<p>0 .03～0 .05Pa；</p>
<p>[0021] d、</p>
<p>由于含有金属粉末的大型零部件坯件的自重较重，</p>
<p>受重力作用容易使底部出现</p>
<p>裂纹或变形，</p>
<p>本发明为了克服这一缺陷，</p><hr>
<p>你在实际生产中遇到过类似问题吗？欢迎留言讨论。</p>