[發明專利]超細晶硬質合金數控車刀的注射成型方法及模具

在審

• 申請號: 201910290523.7
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109926589A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 張越
• 申請（專利權）人: 深圳市注成科技股份有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F1/00;B22F5/00;C22C29/08
• 代理公司: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發明公開一種超細晶硬質合金數控車刀的注射成型方法，該注射成型方法包括球磨、混煉、制粒、注射成型、脫脂和燒結，其中注射成型中采用的模具具有多個入料口。此外，本發明還提出一種超細晶硬質合金數控車刀的注射成型模具。本發明提高了數控車刀的強度和密度的均勻性，減少了注射毛坯體刀尖掉缺、熔接痕、應力集中和填充不足等缺陷。

技術領域

本發明涉及硬質合金制備技術領域，具體涉及一種超細晶硬質合金數控車刀的注射成型方法及模具。

背景技術

超細晶硬質合金是由粒度小于0.5um的難熔金屬的硬質化合物如碳化鎢等，與黏結相金屬如鈷，通過粉末冶金工藝制備而成的一種合金材料，同時具有高強度、高硬度，及高耐磨、韌性較好、耐熱等優良的性能，被廣泛應用于數控車刀的制備，在汽車制造、精密模具加工、微電子、軍工等領域扮演著重要的角色。

目前超細硬質合金的注射成型已經有一定的研究基礎。但由于超細硬質合金中的硬質化合物粉末的粒徑較小(一般在0.5um以下)、形狀不規則、振實密度低(只有理論密度的30％-40％)等特征，導致了傳統的超細硬質合金的喂料存在粉末裝載量低、流變性差、粉末和粘結劑易分離等缺陷。因此，采用傳統的硬質合金注射成型工藝制備超細硬質合金數控車刀，在注射成型過程中容易導致注射毛坯密度不均勻、夾心、氣孔、刀尖掉缺。而且粘結劑在喂料中的比例較高，產品脫脂燒結后，容易導致產品的精密結構損傷、燒結坯體縮水過大、燒結坯體不致密。同時，現有的注射成型進料方式一般采用從數控車刀的側面入料，成型時方便快捷具有較高的效率。但是，超細硬質合金數控車刀具有一個較大的中心孔，如果采用側面進料，在注射過程中熔融料通過入料口后會分成兩股液流，然后在入料口對面的位置附近匯合，容易在匯合處位置產生熔接痕。同時，由于入料口的位置與數控車刀刀尖之間的距離不一致，容易造成數控車刀各個部位強度不一致的問題，影響產品的使用性能和壽命。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種超細晶硬質合金數控車刀的注射成型方法，旨在解決數控車刀采用傳統注射成型工藝和粘結劑所導致注射毛坯密度不均勻、夾心、氣孔、刀尖掉缺燒結坯體縮水過大和燒結坯體不致密的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出一種超細晶硬質合金數控車刀的注射成型方法，該注射成型方法包括以下步驟：

球磨：將預設重量的金屬粉末和無水乙醇加入球磨罐，且將球磨完成后的所述金屬粉末過篩、干燥以及再過篩封裝；

混煉：將所述金屬粉末加入混煉桶預熱至第一溫度后，向所述混煉桶內加入粘接劑并攪拌以獲得混合物，待混合物升溫至第二溫度后出料，并對混合物進行破碎處理以獲得原料混合物，所述粘接劑由工業石蠟、微晶蠟、高密度聚乙烯、聚丙烯，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合組成，各組份重量百分比如下：工業石蠟40～60％、微晶蠟15～30％、高密度聚乙烯10～20％、聚丙烯10～20％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～10％和硬脂酸1～10％。；

制粒：將所述原料混合物加入擠出機中并制成預設大小的顆粒喂料；

注射成型：將所述顆粒喂料加入注射機中以在模具中形成注射毛坯，且所述模具上的入料口位于所述注射毛坯的中心位置；

脫脂：首先在溶劑中脫除部分粘結劑，然后加熱脫除剩余粘結劑；

燒結：在燒結爐中加壓燒結，獲得致密化數控車刀。

優選地，所述金屬粉末和粘結劑的重量百分比如下：所述喂料4％～6％，所述金屬粉末94％～96％。

優選地，所述無水乙醇與金屬粉末的固液比為320～640ml/kg，所述球磨機的研磨球與金屬粉末的重量比為(5～12):1。

優選地，所述球磨機的轉速為50～150r/min，所述球磨機的球磨時間為100～150h。