[發明專利]一種鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿的制備方法

有效

• 申請號: 202110053992.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112893842B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 沈承金;潘治州;張平;陳正;吉喆;陶慶
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F3/04;B22F3/10;B22F3/16;C22C29/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿的制備方法，包括以下步驟：將中碳調質合金機械加工成鋼基螺桿芯棒，并制備Mo?Fe?B金屬粉末；將鋼基螺桿芯棒放置于圓筒模具內，將Mo?Fe?B金屬粉末填充于鋼基芯棒和圓筒模具之間的空腔，經過振實、排氣和密封，得到復合體；冷等靜壓壓力成型，制備成鋼基Mo?Fe?B金屬螺桿坯料；進行機械粗加工，加工成螺桿毛坯；進行真空燒結，制成鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿；精加工，制成成品螺桿。本發明的一種鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿同時具有超高的耐腐蝕性能和耐磨損性能，綜合性能優秀，可以廣泛應用于無鹵塑料、纖維增強塑料、金屬粉末增強塑料的混煉、擠塑、注塑螺桿。

技術領域

本發明屬于金屬陶瓷螺桿復合材料加工制造、應用領域，具體涉及金屬陶瓷復合螺桿制造和MoFeB陶瓷材料制造技術，主要包括金屬陶瓷粉末制造、冷等靜壓成型和真空燒結成型，應用于高腐蝕和高磨損的無鹵塑料、加纖維增強塑料、加金屬粉末增強塑料的混煉、擠塑成型和注塑成型等。

背景技術

無鹵塑料、纖維增強塑料、金屬粉末增強塑料的混煉、擠塑、注塑螺桿需要超高的耐腐蝕性能和超強的耐磨損性能。傳統的氮化螺桿、高速鋼螺桿、粉末不銹鋼螺桿、硬質合金涂層螺桿等只能部分滿足或完全不能滿足要求。

為了獲得超高的耐腐蝕性能和超強的耐磨損性能，硼化物金屬陶瓷材料逐漸受到科技工作者的關注，發明專利201710134136.5公開了一種高強度鉬鐵硼三元硼化物材料及其制備方法，其元素質量百分比為:硼3～6％，鉬28～60％，鎳3～10％，鉻5～20％，碳0.2～0.8％，釩0.5～4％，鈮1～4％，鎢0.3～8％，鈰0.1～1％，錳1～3％和余鐵，其制備方法為霧化制粉和熱等靜壓燒結方法獲得。發明專利201310657697.5公開了一種三元硼化物金屬陶瓷的制備工藝，將鉬粉、硼鐵粉末、鎳粉、鉻粉與有機混合球磨制成料漿噴射制鋼表面，經燒結成型。發明專利2135931.8公開了三元硼化物金屬陶瓷覆層材料及其制備工藝，將金屬粉末與添加劑(2-5％聚乙烯醇縮丁醛、增塑劑、均化劑等溶于70-95％乙醇)按1:0.6-1.5形成料漿涂敷于鋼鐵表面，經真空燒結制成48％Mo，6％B，5％Cr，2％Ni，2％Ti，2Cu和余Fe的合金。

但是，三元硼化物涂層脆硬，漿料涂刷鋼基表面有一定局限性，作為整體材料應用，既不經濟也不耐用。本發明鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿的制備方法，具有優良的強度和韌性結合、耐腐蝕性和耐磨損性能結合，以滿足制造高腐蝕和高磨損的無鹵塑料螺桿、加纖維增強塑料螺桿、加金屬粉末增強塑料的混煉、擠塑成型和注塑成型螺桿機械零件產品。

發明內容

鑒于漿料涂刷鋼基表面燒結制備三元硼化物涂層性能脆性，成型方法單一，應用面受限，無法滿足高腐蝕和高磨損的無鹵塑料螺桿、加纖維增強塑料螺桿、加金屬粉末增強塑料的混煉、擠塑成型和注塑成型螺桿等制造需求，本發明的目的是提供一種鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿制備方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將中碳調質合金機械加工成鋼基螺桿芯棒，并制備Mo-Fe-B金屬粉末；

步驟2，將步驟1得到的鋼基螺桿芯棒放置于圓筒模具內，將步驟1制備好的Mo-Fe-B金屬粉末填充于鋼基芯棒和圓筒模具之間的空腔，經過振實、排氣和密封，得到復合體；

步驟3，對步驟2得到的復合體進行冷等靜壓壓力成型，制備成鋼基Mo-Fe-B金屬螺桿坯料；

步驟4，對步驟3得到的鋼基Mo-Fe-B金屬螺桿坯料進行機械粗加工，加工成螺桿毛坯；

步驟5，對步驟4得到的螺桿毛坯進行真空燒結，制成鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿；

步驟6，對步驟5得到的鋼基MoFeB金屬陶瓷螺桿進行精加工，制成成品螺桿。