CN107398559A - 一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法 - Google Patents

一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，包括以下步骤：a、将金属粉末和粘结剂混合均匀，然后制备成喂料颗粒；b、利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；c、压制成型与坯件形状相匹配的支撑，在支撑表面刷上分离涂层；d、将坯件放置在支撑表面上后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，烧结完成得到成品。通过在对注射成型过程的烧结步骤中将坯件放置在支撑上，并在坯件和支撑之间刷上分离涂层，调节喂料参数及成型参数，然后将其一同进行烧结，保证了烧结时坯件、分离涂层和支撑的收缩率一致，同时三者之间结合紧密，形状相匹配，相互之间没有间隙，则坯件在烧结时不会产生裂纹，有效提高了成品的合格率与成品的质量。

Description

一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，尤其是一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法。
背景技术
金属注射成型技术(Metal Injection Molding，简称MIM)是一种从塑料注射成型行业中引申出来的新型粉末冶金成型技术。众所周知，塑料注射成型技术的生产价格低廉，能生产各种形状复杂的产品，但塑料制品强度不高，为了改善其性能，可通过在塑料原料中添加金属或陶瓷粉末来提高制品的强度和耐磨性。近年来，这一想法已经发展演变为最大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密化，即是金属注射成型技术。金属注射成型的基本工艺步骤是：首先选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，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料，然后经过制粒后注射成型，获得的成型坯经过脱脂处理后烧结致密化得到成品。
粉末注射成型技术具有能够一次成型出形状复杂的工件、尺寸精度高、易于实现高效率自动化生产等优点，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件，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件，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：由于零部件较大、自重过重，重力的作用会使烧结制品底部出现裂纹、变形，甚至无法成型，严重影响烧结制品品质，废品率过高、生产效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，以克服现有生产工艺中成品由于受到自重作用而出现裂纹、变形甚至无法成型的问题。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，包括以下步骤：
a、将金属粉末和粘结剂混合均匀，然后制备成喂料颗粒；
b、利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
c、压制成型与坯件形状相匹配的支撑，在支撑表面刷上分离涂层；
d、将坯件放置在支撑表面上后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，烧结完成得到成品。
进一步的是：步骤c中所述的支撑由还原铁粉、粘结剂和润滑剂压制而成。
进一步的是：所述粘结剂为石蜡，润滑剂为硬脂酸铝。
进一步的是：所述粘结剂的重量百分比为1～1.2％，润滑剂的重量百分比为0.45～0.55％。
进一步的是：所述分离涂层由氧化铝粉末和氧化锆粉末混合制成。
进一步的是：所述分离涂层中氧化铝粉末的重量占比为50％，氧化锆粉末的重量占比为50％。
进一步的是：所述分离涂层的厚度为0.05～0.15mm。
进一步的是：步骤d中的烧结温度≥1300℃，烧结时间为2h。
本发明的有益效果是：本发明通过在对注射成型过程的烧结步骤中将坯件放置在支撑上，并在坯件和支撑之间刷上分离涂层，调节喂料参数及成型参数，然后将其一同进行烧结，保证了烧结时坯件、分离涂层和支撑的收缩率一致，同时三者之间结合紧密，形状相匹配，相互之间没有间隙，则坯件在烧结时不会产生裂纹，有效提高了成品的合格率与成品的质量。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
本发明一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，包括以下步骤：
a、将金属粉末和粘结剂混合均匀，然后制备成喂料颗粒；
b、利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
c、压制成型与坯件形状相匹配的支撑，在支撑表面刷上分离涂层；支撑由还原铁粉、粘结剂和润滑剂压制而成，粘结剂的重量百分比为1～1.2％，润滑剂的重量百分比为0.45～0.55％；分离涂层由氧化铝粉末和氧化锆粉末混合制成，分离涂层中氧化铝粉末的重量占比为50％，氧化锆粉末的重量占比为50％；为了便于烧结后坯件从支撑上脱离，分离涂层的厚度为0.05～0.15mm。
d、将坯件放置在支撑表面上后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，烧结后坯件从分离涂层上脱离得到成品。
实施例1
制备重量900g的锁具，将重量占比90％的不锈钢粉和重量占比10％的粘结剂混合均匀，混合温度为180℃，混合时间30min，混合完成后制备成喂料并注射成型为坯件；然后取重量占比为98.5％的还原铁粉、重量占比为1％的石蜡和重量占比为0.5％的硬脂酸铝在10Mpa的压力下压制成型为支撑，支撑的表面与坯件向匹配，在支撑表面刷上分离涂层后将坯件放置在支撑上，支撑与坯件形状相匹配，结合处相互衔接，然后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，在1300℃的温度下烧结2h，最后得到的成品致密度达到99.8％，没有裂纹。
实施例2
制备重量600g的锁具，将重量占比89％的Fe2Ni金属粉末和重量占比11％的粘结剂混合均匀，混合温度为160℃，混合时间40min，混合完成后制备成喂料并注射成型为坯件；然后取重量占比为98.25％的还原铁粉、重量占比为1.2％的石蜡和重量占比为0.55％的硬脂酸铝在8Mpa的压力下压制成型为支撑，支撑的表面与坯件向匹配，在支撑表面刷上分离涂层后将坯件放置在支撑上，支撑与坯件形状相匹配，结合处相互衔接，然后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，在1300℃的温度下烧结2h，最后得到的成品致密度达到99.8％，没有裂纹。
实施例3
制备时钟壳，将重量占比88％的Fe2Ni金属粉末和重量占比12％的粘结剂混合均匀，混合温度为190℃，混合时间45min，混合完成后制备成喂料并注射成型为坯件；然后取重量占比为98.4％的还原铁粉、重量占比为1.1％的石蜡和重量占比为0.5％的硬脂酸铝在12Mpa的压力下压制成型为支撑，支撑的表面与坯件向匹配，在支撑表面刷上分离涂层后将坯件放置在支撑上，支撑与坯件形状相匹配，结合处相互衔接，然后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，在1300℃的温度下烧结2h，最后得到的成品致密度达到99.7％，没有裂纹。

Claims (8)

1.一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将金属粉末和粘结剂混合均匀，然后制备成喂料颗粒；
b、利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
c、压制成型与坯件形状相匹配的支撑，在支撑表面刷上分离涂层；
d、将坯件放置在支撑表面上后一同放入烧结炉中进行脱脂烧结，烧结完成得到成品。
2.如权利要求1所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：步骤c中所述的支撑由还原铁粉、粘结剂和润滑剂压制而成。
3.如权利要求2所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：所述粘结剂为石蜡，润滑剂为硬脂酸铝。
4.如权利要求3所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：所述粘结剂的重量百分比为1～1.2％，润滑剂的重量百分比为0.45～0.55％。
5.如权利要求1所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：所述分离涂层由氧化铝粉末和氧化锆粉末混合制成。
6.如权利要求5所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：所述分离涂层中氧化铝粉末的重量占比为50％，氧化锆粉末的重量占比为50％。
7.如权利要求6所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：所述分离涂层的厚度为0.05～0.15mm。
8.如权利要求1所述的一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法，其特征在于：步骤d中的烧结温度≥1300℃，烧结时间为2h。
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