金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種金屬粉末冶金工件的注塑成型工 -H- 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作 為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉 末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè) 等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、 性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳 統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備 受工業(yè)界的重視。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)過注塑成型的工件經(jīng)過脫脂，燒制后存在硬度差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的是提供一種表面硬度高的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝。
[0005] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝，包括以下步 驟：
[0006] 步驟1 :注射成形，將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑組成的混合物經(jīng)過注塑成形機(jī)注射 成形為注射坯；
[0007] 步驟2 :脫除有機(jī)粘結(jié)劑，通過化學(xué)或者熱分解的方法將注射坯中的有機(jī)粘結(jié)劑 脫除；
[0008] 步驟3 :燒結(jié)，將注射坯燒結(jié)；
[0009] 步驟4 :淬火，在900~1000°C時(shí)，在CO2的氛圍中淬火1. 5~2. 5小時(shí)；
[0010] 步驟5 :回火，在150~250°C時(shí)，回火1~2小時(shí)。
[0011] 在上述的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝中，所述的金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑的 重量比為：80~89 :11~20。
[0012] 金屬注射成型的有機(jī)粘結(jié)劑的選擇是多樣的，一般由具有烯烴類熱塑性彈性體、 石蠟、硬脂酸等組成，如專利200810121842. 7所記載的粘結(jié)劑。對(duì)此，本發(fā)明不做過多限 制。
[0013] 在上述的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝中，所述的金屬粉末由鐵、鎳、碳組 成，其中，100重量份金屬粉末中，鎳7. 75~8. 25重量份、碳0. 3~0. 4重量份、余量鐵。
[0014] 在上述的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝中，所述的步驟3中的燒結(jié)分為升溫 段和降溫段；
[0015] 在115~125min內(nèi)由0°C升溫至390~410°C，然后保溫55~60min ;
[0016] 在55~65min內(nèi)由390~410°C升溫至590~610°C，然后保溫55~65min ;
[0017] 在55~65min內(nèi)由590~610°C升溫至890~910°C，然后保溫25~35min ;
[0018] 在55~65min內(nèi)由890~910°C升溫至1090~1110°C，然后保溫55~65min ;
[0019] 在85~95min內(nèi)由1090~1110 °C升溫至1250~1270 °C，然后保溫115~ 125min ；
[0020] 降溫段具體為：在355~365min內(nèi)由1250~1270°C降溫至440~460°C ;
[0021] 然后在175~185min內(nèi)由440~460°C降至為常溫狀態(tài)溫度。
[0022] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0023] 1、可以制造出形狀相對(duì)復(fù)雜的金屬零件。
[0024] 2、材料利用高達(dá)99. 5%，水口材料可以再次利用，這里所述的水口材料是指將熔 融的材料注入到有效模腔時(shí)，需要經(jīng)過澆口和流道，殘留在澆口和流道里的材料凝固后成 型物。
[0025] 3、一次成形，只需經(jīng)過燒結(jié)和熱處理，無加工或極少加工
[0026] 4、完成品的最終的合格率95%以上，比同行業(yè)高出15-25%。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對(duì) 本發(fā)明的任何限制。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 步驟1 :注射成形，將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑組成的混合物經(jīng)過注塑成形機(jī)注射 成形為注射坯；其中，金屬粉末由鐵、鎳、碳組成，每100重量份的金屬中，鎳：7. 75份、碳 〇. 3份、余量鐵，有機(jī)粘結(jié)劑具體為高分子材料，金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑的重量比例為80 : 20 〇
[0030] 步驟2 :脫除有機(jī)粘結(jié)劑，通過熱分解的方法將注射坯中的有機(jī)粘結(jié)劑脫除；
[0031] 脫脂的溫度為110±10°c，時(shí)間660min，硝酸栗轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分鐘；脫脂氮?dú)饬髁?2. 5~3. 0m3/h、吹凈氮?dú)饬髁?. 5~3. 0m3/h，硝酸濃度98%摩爾百分?jǐn)?shù)；
[0032] 具體來說，是將產(chǎn)品用碳板擺放整齊裝進(jìn)爐里，利用硝酸蒸汽作為催化劑脫除坯 件內(nèi)部的粘接劑。利用氮?dú)獍迅叻肿硬牧蠌呐骷?nèi)部排出。再燃燒氣體對(duì)排出物進(jìn)行燃燒， 整個(gè)坯件內(nèi)部被催化劑穿透脫脂完畢。
[0033] 第一步：將待催化脫脂的產(chǎn)品擺放在催化脫脂爐內(nèi)，關(guān)閉爐門，往爐腔內(nèi)通入氮 氣，排氣口點(diǎn)火燃燒
[0034] 第二步：通過計(jì)量栗向爐腔內(nèi)通入氣態(tài)硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下產(chǎn) 品中有機(jī)粘結(jié)劑從產(chǎn)品中脫除分解成甲醛氣體并通過氮?dú)馀懦鰻t腔，甲醛氣體在排氣口燃 燒，生成水和二氧化碳，排出去；
[0035] 第三步：結(jié)束所述第二步催化脫脂后停止向所述爐腔內(nèi)注酸，所述爐腔內(nèi)中的廢 氣和殘留由氮?dú)馀懦鰜?，脫脂完?br>[0036] 更為具體來說：第一步、沖洗：將待催化脫脂的產(chǎn)品擺放在催化脫脂爐內(nèi)，關(guān)閉爐 門，往爐腔內(nèi)通入加壓的氮?dú)?，然后再向燃燒室中通入壓縮空氣和石油氣，點(diǎn)火燃燒，在排 氣口處形成負(fù)壓，述爐腔內(nèi)的空氣在氮?dú)鈮毫团艢饪谪?fù)壓的作用下被排出所述爐腔；第 二步、催化：通過計(jì)量栗向爐腔內(nèi)通入氣態(tài)硝酸，硝酸被汽化，在硝酸的催化作用下，產(chǎn)品中 的有機(jī)粘結(jié)劑中的聚甲醛鏈段分解成甲醛氣體，甲醛氣體在所述燃燒室內(nèi)與空氣燃燒，生 成水和二氧化碳，排出去；第三步、沖洗：結(jié)束所述第二步催化脫脂后停止向所述爐腔內(nèi)注 酸，所述爐腔內(nèi)中的廢氣由氮?dú)馀懦鰜恚?br>[0037] 步驟3 :燒結(jié)，將注射坯燒結(jié)，燒結(jié)溫度如下。
[0039] 步驟4 :淬火，在900-1000°C時(shí)，在CO2的氛圍中淬火2小時(shí)；
[0040] 步驟5 :回火，在150-250°C時(shí)，回火1. 5小時(shí)。得到成品。
[0041] 實(shí)施例2
[0042] 步驟1 :注射成形，將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑組成的混合物經(jīng)過注塑成形機(jī)注射 成形為注射坯；其中，金屬粉末由鐵、鎳、碳組成，每100重量份的金屬中，鎳：8. 25份、碳 〇. 3份、余量鐵，有機(jī)粘結(jié)劑具體為高分子材料，金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑的重量比例為89 : 11〇
[0043] 步驟2 :脫除有機(jī)粘結(jié)劑，通過熱分解的方法將注射坯中的有機(jī)粘結(jié)劑脫除；具體 方法如實(shí)施例1 ;
[0044] 步驟3 :燒結(jié)，將注射坯燒結(jié)，燒結(jié)溫度如下。
[0046] 步驟4 :淬火，在900-1000°C時(shí)，在CO2的氛圍中淬火2. 5小時(shí)；
[0047] 步驟5 :回火，在150-250°C時(shí)，回火1小時(shí)。得到成品。
[0048] 實(shí)施例3
[0049] 步驟I :注射成形，將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑組成的混合物經(jīng)過注塑成形機(jī)注射 成形為注射坯；其中，金屬粉末由鐵、鎳、碳組成，每100重量份的金屬中，鎳：8份、碳0. 35 份、余量鐵，有機(jī)粘結(jié)劑具體為高分子材料，金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑的重量比例為85 :15。
[0050] 步驟2 :脫除有機(jī)粘結(jié)劑，通過熱分解的方法將注射坯中的有機(jī)粘結(jié)劑脫除；具體 方法如實(shí)施例1。
[0051 ] 步驟3 :燒結(jié)，將注射坯燒結(jié)，燒結(jié)溫度如下。
[0053] 步驟4 :淬火，在900-1000°C時(shí)，在CO2的氛圍中淬火1. 5小時(shí)；
[0054] 步驟5 :回火，在150-250°C時(shí)，回火2小時(shí)。得到成品。
[0055] 檢測(cè)分析
[0056] 測(cè)試實(shí)施例1所制備的工件的尺寸和硬度，尺寸采用游標(biāo)卡尺測(cè)量。
[0057] 設(shè)計(jì)尺寸為20. 906mm，5次平行測(cè)試所得的數(shù)據(jù)為20. 902、20. 903、20. 9、20. 901、 20. 9〇
[0058] 設(shè)計(jì)硬度為HRC40±4,采用洛氏硬度機(jī)5次平行測(cè)試所得的數(shù)據(jù)為40、39、40、39、 40 ；
[0059] 采用本發(fā)明所制得的工件精度和尺寸精確度高，適用于各種形狀的工件的制備。
[0060] 以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任 何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1:注射成形，將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑組成的混合物經(jīng)過注塑成形機(jī)注射成形 為注射坯； 步驟2 :脫除有機(jī)粘結(jié)劑，通過化學(xué)或者熱分解的方法將注射坯中的有機(jī)粘結(jié)劑脫除； 步驟3:燒結(jié)，將注射坯燒結(jié)； 步驟4 :淬火，在900~1000°C時(shí)，在CO2的氛圍中淬火1. 5~2. 5小時(shí)； 步驟5 :回火，在150~250°C時(shí)，回火1~2小時(shí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝，其特征在于：所述的金 屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑的重量比為：80~89 :11~20。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝，其特征在于：所述的金 屬粉末由鐵、鎳、碳組成，其中，100重量份金屬粉末中，鎳7. 75~8. 25重量份、碳0. 3~0. 4 重量份、余量鐵。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝，其特征在于：所述的步 驟3中的燒結(jié)分為升溫段和降溫段； 其中升溫段具體為：在115~125min內(nèi)由0°C升溫至390~410°C，然后保溫55~ 60min ； 在55~65min內(nèi)由390~410°C升溫至590~610°C，然后保溫55~65min ; 在55~65min內(nèi)由590~610°C升溫至890~910°C，然后保溫25~35min ; 在55~65min內(nèi)由890~910°C升溫至1090~IlKTC，然后保溫55~65min ; 在85~95min內(nèi)由1090~1110°C升溫至1250~1270°C，然后保溫115~125min ; 降溫段具體為：在355~365min內(nèi)由1250~1270°C降溫至440~460°C ; 然后在175~185min內(nèi)由440~460°C降至為常溫狀態(tài)溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝，包括以下步驟：步驟1：注射成形，將金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑組成的混合物經(jīng)過注塑成形機(jī)注射成形為注射坯；步驟2：脫除有機(jī)粘結(jié)劑，通過化學(xué)或者熱分解的方法將注射坯中的有機(jī)粘結(jié)劑脫除；步驟3：燒結(jié)，將注射坯燒結(jié)；步驟4：淬火，在900～1000℃時(shí)，在CO2的氛圍中淬火1.5～2.5小時(shí)；步驟5：回火，在150～250℃時(shí)，回火1～2小時(shí)。本發(fā)明的目的在于提供一種表面硬度高的金屬粉末冶金工件的注塑成型工藝。
【IPC分類】B22F3/115
【公開號(hào)】CN105149589
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510676124
【發(fā)明人】楊云霖
【申請(qǐng)人】中山耀威粉末元件有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日