发明公布-201910248458.1-粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺及成型工艺

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109894617 A
(43)申请公布日 2019.06.18
(21)申请号 201910248458 .1
(22)申请日 2019 .03 .29
(71)申请人江苏精研科技股份有限公司
地址 213023 江苏省常州市钟楼经济开发
区棕榈路59号
(72)发明人苏绍华
王明喜
朱明露
邬均文
(74)专利代理机构常州易瑞智新专利代理事务
所(普通合伙) 32338
代理人周浩杰
(51)Int .Cl .
B22F 3/22(2006 .01)
B22F 3/10(2006 .01)
权利要求书1页
CN 109894617 A
(54)发明名称
粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺及成型
(57)摘要
本发明涉及粉末注射成型Ti基产品的烘炉
工艺及成型工艺，
其中烘炉工艺包括以下步骤：
将金属内胆的烧结炉进行大气压标定，
并进行
真空检漏；
B、确认无误后通入氢气，
直至炉膛内
保持微正压，
微正压的范围为102～110KPa；
炉内微正压稳定后，
点火升温，
温度升至1300～
1450℃并进行持续保温，
保温时间为1～5h；
温结束后，
停止通氢气，
同时通入惰性气体进行
降温。
本发明中的烘炉工艺能够有效降低炉膛内
的C、
O含量，
为提高Ti基产品的塑性提供了有利
条件。
同时本发明中粉末注射成型Ti基产品的成
型工艺也正因为采用该烘炉工艺而使得Ti基产
品的塑性得到有效提高。
说明书3页
CN 109894617 A
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1 .粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺；
其特征在于包括以下步骤：
将金属内胆的烧结炉进行大气压标定，
并进行真空检漏；
B、确认无误后通入氢气，
直至炉膛内保持微正压，
微正压的范围为102～110KPa；
待炉内微正压稳定后，
点火升温，
温度升至1300～1450℃并进行持续保温，
保温时间
为1～5h；
保温结束后，
停止通氢气，
同时通入惰性气体进行降温。
2 .根据权利要求1所述的粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺，
其特征在于：
所述步骤B
中氢气的通入流量为10～40L/min。
3 .根据权利要求1所述的粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺，
其特征在于：
所述步骤B
中氢气的通入流量为30L/min；
所述微正压为106KPa；
所述步骤C中升温速率为5℃/min，
度升至1400℃后保温3h。
4 .粉末注射成型Ti基产品的成型工艺，
包括如下步骤：
喂料制备；
b、将喂料在注射成
型机上注塑获得注射坯；
c、对注射坯进行脱脂获得脱脂坯；
d、将脱脂坯放入金属内胆的烧
结炉进行烧结获得烧结产品；
其特征在于：
所述步骤d中将脱脂坯放入金属内胆的烧结炉进
行烧结前，
先对金属内胆的烧结炉进行如权利要求1至3其中之一所述的粉末注射成型Ti基
产品的烘炉工艺。
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粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺及成型工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺及成型工艺。
背景技术
[0002] 钛及钛合金具有密度低、
比强度高、耐腐蚀性强、生物相容性优异等优点 ,被广泛
应用于航空航天、
汽车、
医药、
电子等领域，
但是，
钛及钛合金的机加工性能差 ,难以切削 ,成
为生产复杂形状零件的障碍。金属粉末注射成形(MIM)作为一种近净成形技术，
材料利用率
节省了加工费用，
可大批量制备几何形状复杂的产品。
[0003] 由于烧结炉在长期使用过程中，
炉膛会沉积一些杂质，
而Ti易与杂质里的C、O反
导致产品的C、
O含量过高(C：
0 .18-0 .21wt％，
0 .4-0 .5wt％)，
塑性降低，
影响使用。
[0004] 传统的降低C、
O含量方法通常使用氧含量更低的原料粉末或调整粘结剂体系，
是会增加开发成本，
且需要较长时间的验证。
发明内容
[0005] 本发明的第一个目的是提供一种粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺，
该烘炉工艺
能够有效去除烧结炉里的杂质，
降低产品的C、
O含量，
从而有效提高产品的塑性。
[0006] 实现本发明第一个目的的技术方案是：
本发明中粉末注射成型Ti基产品的烘炉工
艺包括以下步骤：
[0007] A、
将金属内胆的烧结炉进行大气压标定，
并进行真空检漏；
[0008] B、
确认无误后通入氢气，
直至炉膛内保持微正压，
微正压的范围为102～110KPa；
[0009] C、
待炉内微正压稳定后，
点火升温，
温度升至1300～1450℃并进行持续保温，
时间为1～5h；
[0010] D、
保温结束后，
停止通氢气，
同时通入惰性气体进行降温。
[0011] 上述步骤B中氢气的通入流量为10～40L/min。
[0012] 作为优化设计，
所述步骤B中氢气的通入流量为30L/min，
微正压保持在106KPa；
述步骤C中升温速率为5℃/min，
温度升至1400℃后保温3h。
[0013] 在高温下氢气与碳、
氧等会发生如下反应，
并易于挥发：
[0014] H2 (g)+C(s)→CxHy (g)
[0015] 2H2 (g)+O2 (g)→2H2O(g)；
[0016] 因此能够有效降低炉膛里的C、
O含量。
[0017] 本发明的第二个目的是提供一种粉末注射成型Ti基产品的成型工艺，
通过该成型
工艺获得的Ti基产品具有很好的塑性。
[0018] 实现本发明第二个目的技术方案是：
本发明中粉末注射成型Ti基产品的成型工艺
包括如下步骤：
[0019] a、
喂料制备；
[0020]
将喂料在注射成型机上注塑获得注射坯；
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[0021]
对注射坯进行脱脂获得脱脂坯；
[0022] d、
将脱脂坯放入金属内胆的烧结炉进行烧结前，
先对金属内胆的烧结炉进行上述
的粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺；
然后将脱脂坯放入金属内胆的烧结炉进行烧结获得
烧结产品。
[0023] 本发明具有积极的效果：
(1)本发明利用高温下氢气与碳、
氧反应后获得易挥发物
质的原理，
设计了相应的烘炉工艺，
有效降低了炉膛内的碳、
氧含量，
从而有效解决了Ti基
产品中碳、
氧含量过高的问题，
有效保证了产品的塑性；
[0024]
(2)本发明通过大量创造性的设计和试验，
最终确定了最佳的技术参数，
为降低炉
膛内的碳、
氧含量提供了最佳的技术方案；
[0025]
(3)本发明中成型工艺利用了上述的烘炉工艺，
有效保证了Ti基产品的碳、氧含
保证了Ti基产品塑性的稳定性。
具体实施方式
[0026]
(实施例一)
[0027] 本发明中粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺；
包括以下步骤：
[0028] A、
将金属内胆的烧结炉进行大气压标定，
并进行真空检漏；
[0029] B、
确认无误后通入氢气，
氢气的通入流量为30L/min；
使得炉膛内的微正压保持在
106KPa；
[0030] C、
待炉内微正压稳定后，
点火升温，
升温速率为5℃/min，
温度升至1400℃后保温
3h；
[0031] D、
保温结束后，
停止通氢气，
同时通入惰性气体进行降温。
[0032] 惰性气体可以是氩气，
也可以是氮气。
[0033] 本发明中粉末注射成型Ti基产品的成型工艺，
包括如下步骤：
[0034] a、
喂料制备；
[0035]
将喂料在注射成型机上注塑获得注射坯；
[0036] c、
对注射坯进行脱脂获得脱脂坯；
[0037] d、
将脱脂坯放入金属内胆的烧结炉进行烧结前，
先对金属内胆的烧结炉进行上述
的粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺，
然后将脱脂坯放入金属内胆的烧结炉进行烧结获得
烧结产品。
[0038] 未进行烘炉工艺的TC4产品和进行烘炉工艺的TC4产品的C、
O含量增量对比如下
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]
由此表可知，
进过烘炉工艺后的TC4产品的C、
O含量增量明显降低。
(实施例二)
本发明中粉末注射成型Ti基产品的烘炉工艺；
包括以下步骤：
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将金属内胆的烧结炉进行大气压标定，
并进行真空

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