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[發明專利]金屬中空制品的粉末吹塑成形方法有效

專利信息
申請號: 201310364592.0 申請日: 2013-08-20
公開(公告)號: CN103433492A 公開(公告)日: 2013-12-11
發明(設計)人: 盧振;蔣少松 申請(專利權)人: 哈爾濱工大宇航精工科技有限公司
主分類號: B22F5/10 分類號: B22F5/10;B22F3/00
代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 代理人: 侯靜
地址: 150021 黑龍江省哈*** 國省代碼: 黑龍江;23
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摘要:
搜索關鍵詞: 金屬 中空 制品 粉末 塑成 方法
【說明書】:

技術領域

發明涉及金屬中空制品的成形方法。

背景技術

近年來,隨著科技的不斷發展,對中空制品的需求越來越多,中空制品的材質逐漸由塑料擴展至金屬或陶瓷材料,對于塑料中空制品可以通過吹塑成形方法獲得,而金屬中空制品往往采用鑄造、超塑成形、組合焊接等工藝獲得,以上工藝成本高、效率低,另外,對于一些熔點高、塑性差的金屬材料,以上工藝也不再適用。傳統的粉末注射或擠出成形可以高效的獲得一些簡單形狀的中空制品,同時非常適合于一些難熔金屬材料,對材料的塑性也沒有特殊要求,然而對于一些異形中空制品以上兩種工藝往往無法脫模,因此不再適用,急需開發一種新型高效的成形工藝來滿足各種金屬中空制品的需求。

綜上所述,在傳統異形金屬中空制品工藝中,制品由凹模及凸模兩部分模具模壓而成,成形后的制品,凸模無法從制品中脫出,強行脫出會導致產品破損率達100%(如圖1所示),因此,存在無法脫模問題。

發明內容

本發明要解決在現有技術制備的異形金屬中空制品存在無法脫模問題,而提供金屬中空制品的粉末吹塑成形方法。

金屬中空制品的粉末吹塑成形方法,是按照以下步驟進行的:

一、有機粘結劑原料配制:將聚烯烴類高分子材料與蠟混合均勻,得到固體混合物,再向固體混合物中加入潤滑劑,混合均勻,得到有機粘結劑原料混合物;

所述的蠟與聚烯烴類高分子材料的質量比為(0.1-0.5)∶1;所述的潤滑劑與聚烯烴類高分子材料的質量比為(0.05-0.3)∶1;

二、球形金屬粉末與有機粘結劑原料混合物的熱混合:先將球形金屬粉末放入密煉機中加熱到80℃-280℃,再加入有機粘結劑原料混合物進行熱混合,熱混合的溫度為80℃-280℃,熱混合的時間為0.5h-2h,得到球狀顆粒;

所述的球形金屬粉末粒徑為1μm-50μm;所述的球形金屬粉末與有機粘結劑原料混合物的體積比為1∶(0.54-1.2);

三、制備坯體:將步驟二中制備的球狀顆粒加入到注射成形機中,通過注射成形制備坯體,塑化溫度為100℃-310℃,注射壓力為20MPa-250MPa,保壓壓力10MPa-160MPa,保壓時間為1s-15s,得到坯體;

四、吹塑脹形:將注射成形的坯體模具更換成凹模,再向坯體內通入氣體,氣體壓力控制在0.5MPa-2.5MPa,使坯體發生脹形貼合模具,得到貼合模具的脹形坯體;

五、脫模:將貼合模具的脹形坯體外部模具撤出,得到脫模后的中空構件坯體;

六、低溫熱處理:將脫模后的中空構件坯體在真空低溫熱處理燒結爐中低溫處理,低溫熱處理的溫度控制在20℃-670℃,處理時間為10h-30h,得到低溫熱處理后的成形坯料;

七、高溫無壓燒結:將低溫熱處理后的成形坯料在無壓燒結爐中燒結,燒結溫度為800℃-2150℃,保溫時間為1h-3.5h,最終得到金屬中空制品。

金屬中空制品的粉末吹塑成形方法,是按照以下步驟進行的:

一、有機粘結劑原料配制:將聚烯烴類高分子材料與蠟混合均勻,得到固體混合物,再向固體混合物中加入潤滑劑,混合均勻,得到有機粘結劑原料混合物;

所述的蠟與聚烯烴類高分子材料的質量比為(0.1-0.5)∶1;所述的潤滑劑與聚烯烴類高分子材料的質量比為(0.05-0.3)∶1;

二、球形金屬粉末與有機粘結劑原料混合物的熱混合:先將球形金屬粉末放入密煉機中加熱到80℃-280℃,再加入有機粘結劑原料混合物進行熱混合,熱混合的溫度為80℃-280℃,熱混合的時間為0.5h-2h,得到球狀顆粒;

所述的球形金屬粉末粒徑為1μm-50μm;所述的球形金屬粉末與有機粘結劑原料混合物的體積比為1∶(0.54-1.2);

三、制備坯體:將步驟二中制備的球狀顆粒加入到擠出機中,通過擠出成形制備坯體,塑化溫度80℃-280℃,擠出速度50r/min-550r/min,得到坯體;

四、吹塑脹形:向擠出成形的坯體內直接通入氣體,氣體壓力控制在0.5MPa-2.5MPa,使坯體發生脹形貼合模具,得到貼合模具的脹形坯體;

五、脫模:將貼合模具的脹形坯體外部模具撤出,得到脫模后的中空構件坯體;

六、低溫熱處理:將脫模后的中空構件坯體在真空低溫熱處理燒結爐中低溫處理,低溫熱處理的溫度控制在20℃-670℃,處理時間為10h-30h,得到低溫熱處理后的成形坯料;

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