发明公布-202111605434.0-用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法

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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 114210980 A
(43)申请公布日 2022.03.22
(21)申请号 202111605434 .0
(22)申请日 2021 .12 .25
(71)申请人南京尚吉增材制造研究院有限公司
地址 210046 江苏省南京市经济技术开发
区恒园路龙港科技园B1栋516、
517室
(72)发明人郑庆松
李永华陈小龙张生滨
(74)专利代理机构南京行高知识产权代理有限
公司 32404
代理人王培松
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 1/103 (2022 .01)
B22F 1/102 (2022 .01)
C22C 1/04 (2006 .01)
权利要求书1页
(54)发明名称
用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方
(57)摘要
本发明提供一种用于注射成型的钛合金注
射喂料的制备方法，
金属粉末预热后，
先加入润
滑剂和骨架剂进行第一次混炼，
再加入保型剂进
CN 114210980 A
行第二次混炼，
再加入抗氧剂进行第三次混炼，
得到喂料。本发明的制备方法可提高粉末的分散
性和相容性，
增强注射坯的整体强度，
提高喂料
内部成分的均匀性，
从而提高产品的力学性能，
避免产品的缺陷。
说明书6页
附图3页
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1 .一种用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
具体包括以下步骤：
S1、
在真空条件下，
在保护气氛中，
将钛合金金属粉末加入密炼机中，
并进行搅动预热；
S2、
经过预热后，
密炼机继续升温至混炼温度后，
调整搅拌速度，
加入润滑剂和骨架剂，
进行第一次混炼；
S3、
往经过第一次混炼后的密炼机中加入保型剂，
进行第二次混炼；
S4、往经过第二次混炼后的密炼机中加入抗氧剂，
并调整搅拌速度，
进行第三次混炼，
之后经过造粒机挤出造粒，
得到喂料。
2 .根据权利要求1所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
述金属粉末为TC4粉末，
添加量占喂料总质量的80‑85％，
粘结剂占喂料总质量的15‑20％，
所述粘结剂包括润滑剂、
骨架剂、
保型剂和抗氧剂。
3 .根据权利要求2所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
述润滑剂为SA，
添加量占粘结剂总重量的3‑4％。
4 .根据权利要求2所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
述骨架剂为PP，
添加量占粘结剂总重量的20‑28％。
5 .根据权利要求2所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
述保型剂为POM，
添加量占粘结剂总重量的68‑75％。
6 .根据权利要求2所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
述抗氧剂为BHT，
添加量占粘结剂总重量的1％。
7 .根据权利要求1‑6中任意一项所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
密炼机真空条件为氧含量＜2000ppm，
保护气体为99 .999％氩气，
预热粉末温
度为110℃，
预热搅拌的转子转速为3rpm，
预热时间为30min。
8 .根据权利要求1‑6中任意一项所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
第一次混炼的条件如下：
混炼温度为185‑190℃，
搅拌转子转速为20rpm，
入润滑剂混炼5min后，
再加入PP，
混炼时间为5‑10min。
9 .根据权利要求1‑6中任意一项所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
第二次混炼的时间为10‑20min。
10 .根据权利要求1‑6中任意一项所述的用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
其特征在于，
第三次混炼的时间为25‑40min，
搅拌转子转速为45rpm。
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用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及钛合金制备技术领域，
具体而言涉及一种用于注射成型的钛合金注射
喂料的制备方法。
背景技术
[0002] TC4钛合金是应用最广泛的钛合金之一，
它的强度高，
耐蚀性好。主要用于制作飞
机发动机压气机部件，
其次为火箭、
导弹和高速飞机的结构件。
[0003] 但由于钛合金的热传导率低、
加工硬化严重，
从而使钛合金产品存在难加工、加工
成本高等问题。且随着常规粉末冶金、机加工和精密铸造工艺越来越难以满足现代工业材
料多样化、
规模化的需求，
作为近净成型工艺的MIM技术逐渐脱颖而出。
[0004] 金属注射成形(MIM)是一种将塑料注射成形与新型粉末冶金技术结合的近净成形
技术，
在金属粉末中添加粘结剂以使其具有一定流动性，
注射进模具后成形，
再脱除粘结剂
耐磨性好的金属制品。
并烧结得到强度较高、
[0005] 公开号为CN108273990A的中国专利公开了一种钛合金蜡基喂料及其制备方法，
脱脂、
烧结处理得到钛合金，
基于蜡基喂料，
并经过材料的选择，
常规注射成形工艺成形、
制备方式要求粉末粒度小，
装载量低，
在脱脂阶段所耗能源较高、制程周期较长，
且面临脱
脂的有机溶剂污染环境问题，
同时带来蜡基喂料脱脂时不可控的裂纹、
鼓包等缺陷，
难以满
足工业化量产需求。
[0006] 公开号为CN113414390A的中国专利公开了一种高品质钛合金注射喂料的生产方
脱脂、
烧结处理得到钛合金，
但其所用粘
其基于塑基喂料，
通过常规注射成形工艺成形、
结剂成分较复杂，
后热脱脂阶段难免需要考虑对应成分的升温速率和残留量，
且粘度相差
较大，
易出现流动分级问题，
不利于粘结剂的脱除。
[0007] 公开号为CN109454226A的中国专利公开了一种TC11合金件的制备方法，
其基于简
单的塑基喂料，
通过常规注射成形工艺成形、脱脂、烧结处理得到钛合金，
但其仍然通过一
步混炼得到喂料，
喂料组分之间的分散性和相容性不佳，
进而导致喂料整体流动性不良和
随后的烧结力学性能表现，
且注射坯保型性也有待提高，
在催化脱脂后生坯可能出现裂纹
和变形。
发明内容
[0008] 本发明目的在于针对现有技术的不足，
提供一种用于注射成型的钛合金注射喂料
的制备方法，
该制备方法可提高粉末的分散性和相容性，
增强注射坯的整体强度，
提高喂料
内部成分的均匀性，
从而提高产品的力学性能，
避免产品的缺陷。
[0009] 为实现上述目的，
本发明所采用的技术方案如下：
[0010] 一种用于注射成型的钛合金注射喂料的制备方法，
具体包括以下步骤：
[0011] S1、
在真空条件下，
在保护气氛中，
将钛合金金属粉末加入密炼机中，
并进行搅动
预热；
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[0012]
S2、经过预热后，
密炼机继续升温至混炼温度后，
调整搅拌速度，
加入润滑剂和骨
架剂，
进行第一次混炼；
[0013] S3、
往经过第一次混炼后的密炼机中加入保型剂，
进行第二次混炼；
[0014] S4、
往经过第二次混炼后的密炼机中加入抗氧剂，
并调整搅拌速度，
进行第三次混
之后经过造粒机挤出造粒，
得到喂料。
[0015] 优选的，
所述金属粉末为TC4粉末，
添加量占喂料总质量的80‑85％，
粘结剂占喂料
总质量的15‑20％，
所述粘结剂包括润滑剂、
骨架剂、
保型剂和抗氧剂。
[0016] 优选的，
所述润滑剂为SA，
添加量占粘结剂总重量的3‑4％。
[0017] 优选的，
所述骨架剂为PP，
添加量占粘结剂总重量的20‑28％。
[0018] 优选的，
所述保型剂为POM，
添加量占粘结剂总重量的68‑75％。
[0019] 优选的，
所述抗氧剂为BHT，
添加量占粘结剂总重量的1％。
[0020] 优选的，
密炼机真空条件为氧含量＜2000ppm，
保护气体为99 .999％氩气，
预热粉
末温度为110℃，
预热搅拌的转子转速为3rpm，
预热时间为30min。
[0021] 优选的，
第一次混炼的条件如下：
混炼温度为185‑190℃，
搅拌转子转速为20rpm，
先加入润滑剂混炼5min后，
再加入PP，
混

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这个参数你们一般设多少？评论区说说。