一種塑料成型機機筒的製造方法與流程
2023-06-02 00:52:51
本發明屬於高性能基礎零部件製造技術及應用領域，具體涉及一種塑料成型機機筒的製造方法，主要用於高耐磨損、高耐腐蝕的注塑機，擠塑機機筒(料筒)製造等。
背景技術：
機筒，又稱料筒，和螺杆是注塑機，擠塑機最關鍵部件，傳統的機筒製造方法有中碳合金鋼內壁電鍍鉻或化學鍍鎳，中碳鋼內壁離心鑄造鐵基或鎳基自熔性合金，高碳高合金鋼整體製造，Glycon公司在易磨耗料筒部位增設襯套，磨損後及時更換襯套等製造方法。
隨著塑料質量的提高，阻燃、高強度、高韌性、高精度的塑料零部件製造對注塑機、擠塑機機筒性能要求愈來愈高。高溫高阻燃塑料、添加高纖維塑料、高精密度成型塑料的擠出或注塑加工過程，對螺杆和機筒的腐蝕和磨損相當嚴重，上述方法製造的機筒很難滿足這些塑料的成型加工要求，導致機筒很快被腐蝕或磨損，迫使擠塑機、注塑機停產更換機筒。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種塑料成型機機筒的製造方法，以獲得一種高耐磨損、高耐腐蝕性能的塑機機筒。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種塑料成型機機筒的製造方法，採用熱等靜壓燒結方法使鋼管內壁均勻分布一層厚度為1～10mm金屬基碳化鎢合金，鋼管基材與碳化鎢合金為冶金結合。
所述的金屬基碳化鎢合金為鎳基碳化鎢粉末，或鈷基碳化鎢粉末，或NiMoCrFeCo-WC合金粉末的一種，其中，碳化鎢的質量含量在30～80％。
按照質量百分含量，所述鎳基碳化鎢粉末的粘結相組成為0.55～1.10％的C、13.00～55.00％的Cr、0.00～15.50％的Fe、0.00～5.00％的B、0.00～5.00％的Si和餘量的Ni。
按照質量百分含量，所述鈷基碳化鎢粉末的粘結相組成為0.00～34.50％的Cr、0.00～15.50％的Mo和餘量的Co。
按照質量百分含量，所述NiMoCrFeCo的組成為15.0～28.0％的Cr、1.2～11.5％的Fe、10.5～22.0％的Mo、0.05～6.9％的Co、0.0～0.02％的C、0.0～0.06％的Mn、0.0～0.09％的Si、0.0～0.05％的Al、2.0～9.0％的W、0.0～1.0％的V和餘量的Ni。
所述的熱等靜壓燒結方法是對機筒進行整體熱等靜壓燒結，熱等靜壓燒結工藝為：燒結溫度為1050～1450℃，氣氛壓力為100～200Mpa，氣氛為氬氣。
本發明的有益效果是：本發明的熱等靜壓燒結機筒(料筒)製造工藝方法，實現由兩種材料製造一個機械零件的設計思想，鋼基機筒(料筒)具備優良的綜合機械性能，金屬基碳化鎢表層具備特別優良的耐磨損、抗腐蝕性能，這是任何一種單一材料所無法實現的特性。
附圖說明
圖1為本發明製造的塑料成型機機筒的結構示意圖。
圖中，1-機筒芯坯；2-端蓋；3-機筒外坯；4-金屬基碳化鎢合金；5-底盤。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。
如圖1所示，本發明所製備的塑料成型機機筒，包括一個中空的機筒外坯3，機筒外坯3的一端設置有端蓋2，端蓋2中心設置有與機筒外坯3的中空部分相對應的孔，機筒外坯3的另一端由底盤5封閉，機筒外坯3的中空部分填充有機筒芯坯1，且機筒芯坯1由端蓋2中部的孔延伸出來；採用熱等靜壓燒結方法使鋼管內壁均勻分布一層厚度為1～10mm金屬基碳化鎢合金4，鋼管基材與碳化鎢合金為冶金結合。
金屬基碳化鎢合金為鎳基碳化鎢粉末，或鈷基碳化鎢粉末，或NiMoCrFeCo-WC合金粉末的一種，其中，碳化鎢的質量含量在30～80％。
按照質量百分含量，鎳基碳化鎢粉末的粘結相組成為0.55～1.10％的C、13.00～55.00％的Cr、0.00～15.50％的Fe、0.00～5.00％的B、0.00～5.00％的Si和餘量的Ni。
按照質量百分含量，鈷基碳化鎢粉末的粘結相組成為0.00～34.50％的Cr、0.00～15.50％的Mo和餘量的Co。
按照質量百分含量，NiMoCrFeCo的組成為15.0～28.0％的Cr、1.2～11.5％的Fe、10.5～22.0％的Mo、0.05～6.9％的Co、0.0～0.02％的C、0.0～0.06％的Mn、0.0～0.09％的Si、0.0～0.05％的Al、2.0～9.0％的W、0.0～1.0％的V和餘量的Ni。
熱等靜壓燒結方法是對圖1所示的部件進行整體熱等靜壓燒結，熱等靜壓燒結工藝為：燒結溫度為1050～1450℃，氣氛壓力為100～200Mpa，氣氛為氬氣。
最後，去除機筒芯坯1、端蓋2和底盤5，即為本發明的機筒。
實施例1
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為42CrMoA，按照質量百分含量，其合金成分為0.37～0.44％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.80～1.10％的Cr和餘量的Fe。熱等靜壓燒結合金粉末為鈷基碳化鎢合金，其中WC的質量含量為68％；按照質量百分含量，鈷基碳化鎢合金粘結相成分為29.50％的Cr、7.40％的Mo和餘量的Co；熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1050～1150℃，環境氣體為氬氣，其壓力160Mpa。
實施例2
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為40Cr，按照質量百分含量，其合金成分為0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和餘量的Fe。碳化鎢合金粉末材料為NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中WC的質量含量為72％；按照質量百分含量，NiMoCrFeCo的成分為28.0％的Cr、1.2％的Fe、15％的Mo、4.5％的Co、0.02％的C、0.03％的Mn、0.06％的Si、0.03％的Al、2.0％的W、0.5％的V和餘量的Ni組成，熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1150～1250℃，環境氣體為氬氣，其壓力145Mpa。
實施例3
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為42CrMoA，按照質量百分含量，其合金成分為0.37～0.44％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.80～1.10％的Cr和餘量的Fe。熱等靜壓燒結合金粉末為鈷基碳化鎢合金，其中WC的質量含量為50％；按照質量百分含量，鈷基碳化鎢合金粘結相成分為34.50％的Cr和餘量的Co；熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1050～1150℃，環境氣體為氬氣，其壓力160Mpa。
實施例4
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為42CrMoA，按照質量百分含量，其合金成分為0.37～0.44％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.80～1.10％的Cr和餘量的Fe。熱等靜壓燒結合金粉末為鈷基碳化鎢合金，其中WC的質量含量為80％；按照質量百分含量，鈷基碳化鎢合金粘結相成分為15.50％的Mo和餘量的Co；熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1050～1150℃，環境氣體為氬氣，其壓力160Mpa。
實施例5
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為40Cr，按照質量百分含量，其合金成分為0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和餘量的Fe。碳化鎢合金粉末材料為NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中WC的質量含量為30％；按照質量百分含量，NiMoCrFeCo的成分為15.0％的Cr、5.6％的Fe、10.5％的Mo、0.05％的Co、0.01％的C、0.06％的Mn、4.0％的W、1.0％的V和餘量的Ni組成，熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1150～1250℃，環境氣體為氬氣，其壓力145Mpa。
實施例6
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為40Cr，按照質量百分含量，其合金成分為0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和餘量的Fe。碳化鎢合金粉末材料為NiMoCrFeCo-WC合金粉末，其中WC的質量含量為80％；按照質量百分含量，NiMoCrFeCo的成分為20.0％的Cr、11.5％的Fe、22.0％的Mo、6.9％的Co、0.09％的Si、0.05％的Al、9.0％的W和餘量的Ni組成，熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1150～1250℃，環境氣體為氬氣，其壓力145Mpa。
實施例7
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為40Cr，按照質量百分含量，其合金成分為0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和餘量的Fe。碳化鎢合金粉末材料為鎳基碳化鎢粉末，其中WC的質量含量為60％；按照質量百分含量，鎳基碳化鎢的粘結相質量組成為0.55％的C、30.00％的Cr、10.00％的Fe、3.00％的B、2.00％的Si和餘量的Ni；熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1150～1250℃，環境氣體為氬氣，其壓力145Mpa。
實施例8
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為40Cr，按照質量百分含量，其合金成分為0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和餘量的Fe。碳化鎢合金粉末材料為鎳基碳化鎢粉末，其中WC的質量含量為60％；按照質量百分含量，鎳基碳化鎢的粘結相質量組成為1.10％的C、13.00％的Cr、15.50％的Fe、2.00％的Si和餘量的Ni；熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1150～1250℃，環境氣體為氬氣，其壓力145Mpa。
實施例9
按照圖1所示的結構製造機筒。鋼質機筒材料為40Cr，按照質量百分含量，其合金成分為0.38～0.45％的C、0.17～0.37％的Si、0.50～0.80％的Mn、0.90～1.20％的Cr、0.15～0.25％的Mo和餘量的Fe。碳化鎢合金粉末材料為鎳基碳化鎢粉末，其中WC的質量含量為60％；按照質量百分含量，鎳基碳化鎢的粘結相質量組成為0.80％的C、55.00％的Cr、5.00％的B和餘量的Ni；熱等靜壓燒結在抽去套內空氣下進行，熱等靜壓燒結溫度1150～1250℃，環境氣體為氬氣，其壓力145Mpa。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。