一種金屬粉末注射成型餵料及其製備方法與流程
2023-06-29 03:09:21 1
本發明涉及一種金屬粉末注射成型餵料及其製備方法。
背景技術：
：隨著社會科技的不斷進步與全球工業化的蓬勃發展，粉末冶金由於其許多優點，行業迅速發展，其技術已被廣泛應用於軍事、交通、機械、電子、航天、航空等領域。mim(金屬粉末注射成形)餵料是金屬注射成型產品製備的核心工藝，是將金屬粉末與添加劑按照一定比例在一定溫度下，在混煉製粒一體機中進行一段時間溫度的混煉，再經過螺杆擠出切割制粒,製成注射成型餵料。其中316l不鏽鋼(如sus316l不鏽鋼)餵料，因製成的成品零件耐腐蝕性與拋光效果好，廣受各it電子行業客戶青睞，廣泛應用於各電子產品零件中。但由於316l不鏽鋼材料硬度較低，限制了大部件316l不鏽鋼零件在電子產品上的應用，隨著社會科技的不斷發展，普通316l不鏽鋼的硬度已經無法滿足所有客戶需求，在結構件上sus316l不鏽鋼由於比其他不鏽鋼材料都較軟容易變形，無法大批量應用。在這種市場競爭激烈的大環境下，急需開發出一種高硬度高品質的金屬粉末注射成形不鏽鋼餵料。技術實現要素：本發明的主要目的在於克服現有技術的不足，提供一種金屬粉末注射成型餵料及其製備方法。為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：一種金屬粉末注射成型餵料，包括成形劑和316l不鏽鋼餵料粉末，所述成形劑和所述316l不鏽鋼餵料粉末的質量比為96∶4～90∶10；所述316l不鏽鋼餵料粉末包括如下質量百分比的組分：316l不鏽鋼粉末：90％～99％碳化鉻粉末：1％～10％所述成形劑包括如下質量百分比的組分：進一步地：所述316l不鏽鋼粉末為sus316l不鏽鋼粉末。所述316l不鏽鋼粉末和所述碳化鉻粉末滿足如下規格：316l不鏽鋼粉末-500目碳化鉻粉末-800目。一種所述的金屬粉末注射成型餵料的製備方法，包括以下步驟：s1.將所述不鏽鋼餵料粉末加入混煉機中預熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進行混煉；s3.擠出造粒。進一步地：步驟s1中，將所述不鏽鋼餵料粉末預熱到預定溫度以排除粉末中的水氣，優選加熱到200℃。步驟s2中，在大於170℃的溫度下加入所述成形劑並進行混煉。步驟s2中，保持溫度185℃，轉速20r/min，混煉30min後停止加熱，再繼續混煉30min。一種使用所述的金屬粉末注射成型餵料製作產品的方法，包括以下步驟：s1.將所述不鏽鋼餵料粉末加入混煉機中預熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進行混煉；s3.擠出造粒；s4.使用造粒的餵料進行注射成型、脫脂、燒結mim工藝處理得到所述產品。進一步地：步驟s4中，對注射成型件脫脂，使總質量損失率≥7.5％後進行真空燒結，燒結溫度1360℃，保溫時間3小時。一種產品，是由所述的金屬粉末注射成型餵料通過mim工藝製作而成的產品。優選地，所述產品為3c電子設備結構件。本發明的有益效果：本發明提供的金屬粉末注射成型餵料採用特定的配方，其中成形劑和316l不鏽鋼餵料粉末的質量比為96∶4～90∶10，該316l不鏽鋼餵料粉末包括質量百分比90％～99％的316l不鏽鋼粉末和1％～10％的碳化鉻粉末，該成形劑包括質量百分比5％～10％的全精鍊石蠟，5％～10％的乙烯，5％～10％的聚乙烯，5％～10％的聚乙二醇，75％～80％的聚甲醛，將該金屬粉末注射成型餵料用在mim工藝，作為mim餵料，可以加工製作出滿足各種3c電子設備所需的結構件產品，且具有高硬度高品質的產品性能。經實驗驗證，採用本發明配方的sus316l餵料，mim產品的硬度比普通sus316l餵料的mim產品增強達40％以上，有效解決了sus316l材料零件大件薄件容易變形的問題，擴大了sus316l材料的零件的市場應用範圍。由於產品硬度提升，不易變形，滿足316l大件產品的強度要求，特別是提升sus316l產品在消費類電子產品上的應用範圍。附圖說明圖1所示為採用本發明金屬粉末注射成型餵料的mim成型毛坯的實例圖；圖2所示為採用本發明金屬粉末注射成型餵料的mim燒結後產品的實例圖。具體實施方式以下對本發明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的範圍及其應用。在一種實施例中，一種金屬粉末注射成型餵料，包括成形劑和316l不鏽鋼餵料粉末，所述成形劑和所述316l不鏽鋼餵料粉末的質量比為96∶4～90∶10；所述316l不鏽鋼餵料粉末包括如下質量百分比的組分：316l不鏽鋼粉末：90％～99％碳化鉻粉末：1％～10％所述成形劑包括如下質量百分比的組分：在優選實施例中，所述316l不鏽鋼粉末為sus316l不鏽鋼粉末。在優選實施例中，所述316l不鏽鋼粉末和所述碳化鉻粉末滿足如下規格：316l不鏽鋼粉末-500目碳化鉻粉末-800目。在一種實施例中，一種所述的金屬粉末注射成型餵料的製備方法，包括以下步驟：s1.將所述不鏽鋼餵料粉末加入混煉機中預熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進行混煉；s3.擠出造粒。在優選實施例中，步驟s1中，將所述不鏽鋼餵料粉末預熱到預定溫度以排除粉末中的水氣，更優選，加熱到200℃預定溫度。在優選實施例中，步驟s2中，在大於170℃的溫度下加入所述成形劑並進行混煉。在優選實施例中，步驟s2中，保持溫度185℃，轉速20r/min，混煉30min後停止加熱，再繼續混煉30min。在一種實施例中，一種使用所述的金屬粉末注射成型餵料製作產品的方法，包括以下步驟：s1.將所述不鏽鋼餵料粉末加入混煉機中預熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進行混煉；s3.擠出造粒；s4.使用造粒的餵料進行注射成型、脫脂、燒結mim工藝處理得到所述產品。在優選實施例中，步驟s4中，對注射成型件脫脂，使總質量損失率≥7.5％後進行真空燒結，燒結溫度1360℃，保溫時間3小時。一種具體的優選燒結控制方案如表1所示。表112345678910111213t，min0180240300330390420520570630810870960ts，℃06006008008001050105013001300136013609000n2，l/min09009000000000001500ar，pa00000005005005005005000其中1～13表示為程序段，從啟動設備開始升溫(1段)，到程序運行完的降溫出爐(13段)；t，min表示從啟動設備到運行完該程序的累計時間，共運行多少分鐘結束此段程序；ts，℃表示當前段程序設定溫度，升溫階段，偶數段中的數值為此程序段結束後需要升溫到的溫度，奇數段中的數值為此程序段需要保持的溫度，降溫階段，數值為此程序段結束時需要降到的溫度；n2，l/min表示純氮氣(純度99％以上)每分鐘通入多少升；ar，pa表示通過通入氬氣來控制真空燒結爐內的燒結壓力帕。在一種實施例中，一種產品，是由所述的金屬粉末注射成型餵料通過mim工藝製作而成的產品。在優選實施例中，所述產品可以為3c電子設備結構件。在一些具體實施例中，一種金屬粉末注射成型餵料製備方法，包括以下步驟：s1、啟動捏合機，慢速旋轉攪拌主機(5r/1min)，加入sus316l不鏽鋼粉末與碳化鉻配比料，預熱到200℃排除粉末水氣；s2、1小時後，用雷射紅外線測溫儀，探測粉末溫度，探測溫度大於170℃時，按粉末重量的百分比加入配製好的成型劑，降低溫度至185℃，調整轉速至20r/1min繼續捏合混煉餵料；s3、混煉轉速溫度保持30min後，關閉混煉溫度，繼續混煉30min後，擠出制粒，取得增硬後的sus316l注射成型餵料。典型實施例製備本發明實施例的sus316l不鏽鋼粉末注射成型餵料，並用該餵料製備mim產品。1.取用sus316l粉末4300g，碳化鉻粉末200g，放入混煉機升溫預熱至200℃，啟動調節慢速旋轉機器捏合攪拌系統(5r/1min)，30min後，探測粉末溫度，加入全精鍊石蠟25g，乙烯50g，聚乙烯40g，聚乙二醇45g，聚甲醛375g,降低設定溫度至185℃，調高轉速至(20r/1min),繼續捏合攪拌混煉30min,關掉設備溫度，再保持混煉30min,擠出制粒，製得增硬後的sus316l注射成型餵料；2.通過用注射機，把增硬後的餵料高壓射入標準長條樣品模具(產品尺寸：100*10*3)取得標準長條樣品毛坯，如圖1所示；3.將樣品毛坯進行催化脫脂，測得脫脂樣品總質量損失率≥7.5％後，將產品進行真空燒結，燒結溫度1360℃，保溫時間3小時，得到燒結後的產品，如圖2所示；4.取燒結好的樣品產品，進行硬檢測，測得維氏硬度hv250-280；典型對比例：製備傳統的sus316l注射成型餵料，並用該餵料製備mim產品。1.取用5kg普通sus316l餵料，通過用注射機，把餵料高壓射入標準長條樣品模具(產品尺寸：100*10*3)取得樣品，成型毛坯樣品密度為5.45g/cm3；2.將毛坯樣品進行催化脫脂，測得脫脂樣品總質量損失率≥7.5％後，將產品進行真空燒結，燒結溫度1360℃，保溫時間2.5小時；3.取燒結好後產品樣品，進行硬檢測，測得樣維氏硬度hv120-180。多個實施例與比較例燒結好的產品樣品的參數對比如下表2和表3。表2傳統配方的316l標準樣條參數表3本發明實施例的316l標準樣條參數經過檢測，通過用本發明的方法製作得到的sus316l餵料產品，其硬度(維氏hv)比傳統方法製備的產品可以提高40％以上。以上內容是結合具體/優選的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬於本發明的保護範圍。當前第1頁12