[發明專利]一種采用粉末注射成型制備鈷基合金復雜零件的方法

在審

• 申請號: 202010066554.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111250709A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 包涵;孫洲;吳恒堅;蘇紹華;鄔均文;王明喜
• 申請（專利權）人: 江蘇精研科技股份有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F1/00;B22F3/10
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 周浩杰

本發明涉及一種采用粉末注射成型制備鈷基合金復雜零件的方法，包括以下步驟：A、選擇鈷基粉末和粘結劑；B、喂料制備：將選擇的鈷基粉末和粘結劑按照最佳裝載量均勻混合形成喂料；C、注射成型：將制備的喂料置于粉末注射成型機中，在100～180MPa注射壓力和150～200℃的注射溫度條件下注射到復雜零件的模具型腔內，形成注射坯；D、催化脫脂；E、燒結：將脫脂坯置于連續燒結爐中，在H₂或N₂/H₂混合氣氛下進行燒結，得到燒結坯，燒結溫度T控制在1290～1330℃保溫時間為1.5小時。本發明利用粉末注射制備了鈷基合金復雜零件，并且有效解決了鈷基合金復雜零件在粉末注射中高度和粘結劑分解的問題。

技術領域

本發明涉及粉末注射成型方法，特別涉及一種采用粉末注射成型制備鈷基合金復雜零件的方法。

背景技術

鈷基合金作為一款性能優異的高強度、高耐蝕及無磁性的特種金屬材料,早期通常用于耐磨、燃氣渦輪零件以及人體植入物的活動頻繁之關節。傳統鈷鉻鉬合金零部件的制備方法是采用熔鑄的方法制備，制備的效率和產品尺寸精度及復雜性均較低，而金屬粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding)技術作為粉末冶金成型技術的一種，是目前最具優勢的成型技術之一,在解決金屬切削加工困難問題、成型金屬零件的復雜性、規模化生產及生產效率等方面比其他加工手段具有優勢，可制造高可靠性、高強度、高精密復雜微型零部件。

隨著消費電子行業對金屬材料力學性能及電磁性能的要求日益嚴苛，特別是目前的手機攝像頭保護圈，要求高強度、高耐蝕及絕對無磁等特性，同時因歐盟針對與人體直接接觸的金屬材料鎳釋放量有這嚴苛的要求，因此，鈷鉻鉬合金成為該零件的首選材料。

若通過粉末注射成型工藝來制備鈷鉻鉬合金零件，往往會遇到以下問題：1)由于鈷鉻鉬合金的表面活性高，易與粘結劑反應造成粘結劑的分解；2)粉末注射成型很難獲得高性能的鈷鉻鉬合金零件。

發明內容

本發明的目的是提供一種一種采用粉末注射成型制備鈷基合金復雜零件的方法，該方法

實現本發明目的的技術方案是：本發明包括以下步驟：

A、選擇鈷基粉末和粘結劑；

B、喂料制備：將選擇的鈷基粉末和粘結劑按照最佳裝載量均勻混合形成喂料，其中最佳裝載量按照以下公式計算獲得：

式1：

式2：φ2＝0.96φ1；

其中，ρ_Z表示粉末的振實密度，ρ_L表示粉末的理論密度，φ1表示裝載量，φ2表示最佳裝載量；

C、注射成型：將制備的喂料置于粉末注射成型機中，在100～180MPa注射壓力和150～200℃的注射溫度條件下注射到復雜零件的模具型腔內，形成注射坯；

D、催化脫脂：將注射坯進行硝酸催化脫脂，形成脫脂坯；硝酸的流量為2～5ml/min，催化溫度為80～120℃，脫脂時間t≥(240+60*H)min；其中H為復雜零件的最大壁厚，單位為mm；

E、燒結：將脫脂坯置于連續燒結爐中，在H₂或N₂/H₂混合氣氛下進行燒結，得到燒結坯，燒結溫度T控制在1290～1330℃保溫時間為1.5小時。

同時還包括以下步驟：F、整形或機加工:將燒結坯按照要求加工至所需的尺寸。

同時還包括以下步驟：G、后處理：將整形或機加工后的產品進行熱處理或表面處理。