[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

本發明公開了一種MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，包括以下步驟：將中碳合金調質鋼機械加工成空心圓棒；制備Mo?Fe?B金屬混合粉末；制備金屬模具；將空心圓棒置于金屬模具內，將Mo?Fe?B金屬混合粉末罐裝于外模、芯模和下模之間空間內；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，形成復合成型體；將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；對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。本發明制備的MoFeB金屬陶瓷螺紋元件同時具有超高的耐腐蝕性能和耐磨損性能，可以廣泛應用于無鹵增強塑料的混煉、擠塑螺桿。

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。

背景技術

擠出機螺桿是擠塑機最關鍵機械零件，承擔對塑料的混煉、攪拌和擠出等功能。一般由帶花鍵的芯軸和螺紋元件組成，使用過程中芯軸傳動動力，帶動螺紋元件在機筒內旋轉，完成對塑料的熔化、傳輸和射出過程。隨著塑料對阻燃、高強度的要求愈來愈高，無鹵塑料、纖維增強塑料、金屬粉末增強塑料的出現，對螺紋元件的腐蝕和磨損逐漸加劇，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。

為了獲得高耐腐蝕性能和耐磨損性能的螺紋元件，發明專利201010205228.6公開了平行雙螺桿擠出機用全披覆熔覆性螺紋元件，在鑄鋼或機加工螺紋鋼坯上涂敷Ni基或Ni基WC漿料，經真空燒結或氣氛爐燒結獲得鋼基鎳基合金或鎳基碳化鎢合金表面涂層螺紋元件。201611138566.6公開了一種雙螺桿擠出機螺紋元件的熱等靜壓制備方法，由內芯、外包套組成型腔填裝金屬粉末，經熱等靜壓燒結而成。發明專利201810578588.7公開了一種螺紋元件的表面強化層的制備方法及平行雙螺桿擠出機用螺紋元件，將鎳基自熔合金、碳化鎢、石蠟或棕櫚蠟、高密度聚乙烯等混合密煉，注射于特定模具內，經脫蠟、燒結制成。

但是，漿料涂刷鋼基表面制備耐腐蝕抗磨損涂層螺紋元件有一定局限性，作為作為整體材料應用，既不經濟也不耐用。熱等靜壓整體制備螺紋元件的機械加工成本高、應用受限。本發明中碳合金調質鋼圓棒(或空心圓棒)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增強塑料的混煉、擠出成型等。

發明內容

鑒于漿料涂刷鋼基表面制備耐腐蝕抗磨損涂層螺紋元件，使用性能穩定性差、熱等靜壓制備螺紋元件成本高，應用面受限，無法滿足高腐蝕和高磨損的無鹵加纖維增強塑料的混煉、擠出成型螺桿等制造需求，本發明的目的是提供一種MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，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MoFeB金屬陶瓷螺紋元件的制備方法，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；

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；