[發明專利]一種MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法

有效

• 申請號: 202110055200.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112893848B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 沈承金;朱浩淳;張平;陳正;王曉虹
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B22F7/08
• 分類號: B22F7/08;B22F5/06;B22F3/10;B22F3/24;C22C30/00;C22C27/04
• 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

1.一種MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，將中碳合金調質鋼機械加工成空心圓棒，并在空心圓棒的外表面加工若干個沿圓周均勻分布的鍵槽；

步驟2，制備Mo-Fe-B金屬混合粉末；制備Mo-Fe-B金屬混合粉末的原料按照質量百分比，由以下組分組成：鎳鉻合金粉4.0～10.5%、硼化鉬合金粉0.1～10.0%、硼鐵合金粉26.5～40.5%、鉬鐵合金粉0.5～2.5%、鉬粉25.5～55.5%、鉻粉0.5～5.5%、碳粉0.1～0.5%、WC粉末0.1～1.0%、VC粉末1.0～4.0%、BN粉末0.5～2.0%，余量為鐵粉末；將上述原料混合，外加入上述原料總質量2.0～5.0%的粘接劑，進行球磨，再經干燥和篩分后，制備得到Mo-Fe-B金屬混合粉末；其中，所述粘接劑為石蠟、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛或疏甲基纖維素的一種；

步驟3，準備金屬模具，金屬模具由下模、上模、芯模和外模組成，下模和上模均設有芯模定位臺階，外模由兩個部分組成，外模內部形成一個圓柱形空腔，芯模位于外模內部的空腔中，并與外模同心；

步驟4，將下模安裝在外模下方，將步驟1得到的空心圓棒套在芯模上，將步驟2制備好的Mo-Fe-B金屬混合粉末罐裝于外模、空心圓棒和下模之間空間內，經振動密實后，蓋好上模；

步驟5，將罐裝有粉末的金屬模具放入壓力機設備壓室，進行靜壓成型，然后脫模，形成內部為鋼芯空心圓棒、外層為Mo-Fe-B金屬混合粉末體的復合成型體；

步驟6，將步驟5得到的復合成型體進行真空燒結，形成內部為鋼芯、外層為MoFeB金屬陶瓷的復合空心圓棒；其中，真空燒結的條件為：升溫速度1～10℃/min，燒結溫度1100～1300℃，燒結時間1mm/min，真空度為1～6×10^-3Pa，冷卻方式為隨爐冷卻；對真空燒結后的復合空心圓棒進行退火處理，退火溫度在900～1200℃，退火保溫時間為10～30min/mm；

步驟7，對步驟6得到的復合空心圓棒進行機械加工，形成內部帶花鍵、外部呈螺紋的擠塑機用螺紋元件。

2.根據權利要求1所述的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，其特征在于：所述步驟1中，鍵槽的尖角部分均呈R角，并大于5mm，鍵槽貫穿沿空心圓棒長度方向。

3.根據權利要求1所述的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，球磨在行星球磨機或立式攪拌球磨機中進行，球磨介質為正己烷、或煤油或無水乙醇，球料比為1：1～4，球磨時間為12～48h，球磨轉速為180～360rpm。

4.根據權利要求1所述的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，其特征在于：所述步驟2中，在60～100℃真空干燥24～48h，然后篩分成粒度小于5μm以下的混合粉末。

5.根據權利要求1所述的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，其特征在于：所述步驟4中，Mo-Fe-B金屬混合粉末的裝粉密度為7.5～9.5g/cm³。

6.根據權利要求1所述的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，其特征在于：所述步驟5中，靜壓成型時，加壓壓力為70～200Mpa，載荷升壓速率為5～20KN/min，保壓時間為0.5～2.5min/mm。

7.一種由權利要求1-6任一所述的方法制備的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件。