[发明专利]金属粉末注塑构件中间产品、金属粉末注塑构件、用于生产金属粉末注塑构件的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属粉末注塑构件中间产品、金属粉末注塑构件、用于生产金属粉末注塑构件的方法和用于生产金属粉末注塑构件的装置。

背景技术

在金属粉末注塑中，将金属粉末与粘合剂混一起合并在高压下喷入到工具模腔内。然后再次去除构件中所含的粘合剂并将构件通过热处理工艺即所谓的烧结压实。这种方法的特点在于，能够实现高度复杂的形状，并且由此实现高度的功能整合，并且实现大量生产。此外，为了改善表面特性，可以对固化的金属粉末注塑构件进行热化学的热处理工艺。

DD300926A7公开了一种用于由粉末尤其是由金属粉末生产模制件的方法。由混合熔合、未熔合或精细熔合的金属粉末与热塑性塑料一起经过加热和混合生产颗粒物。预加工的、可喷注的颗粒物在高于塑料的凝固温度的温度下压入模具并在凝固后取出。接下来，在真空、保护气体或还原气体下进行热处理，以去除塑料。然后，通过使用具有激活的粉末表面的粉末生产均质的喷射物。

发明内容

本发明提供了一种金属粉末注塑构件中间产品，其在第一区域中具有第一材料并且在第二区域中具有第二材料，其中，第一材料的氮浓度或碳浓度可以通过在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上增加到大于或等于第一阈值的值，并且其中，第二材料的氮浓度或碳浓度可以通过在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上增加到小于或等于第二阈值的值。

此外，本发明提供一种金属粉末注塑构件，其在第一区域中具有第一材料并且在第二区域中具有第二材料，其中，第一材料具有由在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上产生的影响区，其具有第一厚度，并且第二材料具有由在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上产生的影响区，其具有第二厚度，并且其中，第一材料的影响区的第一厚度大于第二材料的影响区的厚度。

此外，本发明提供一种用于生产金属粉末注塑构件的方法。该方法包括喷射第一材料，其中，第一材料的氮浓度或碳浓度可以通过在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上增加到大于或等于第一阈值的值。

此外，所述方法包括喷射第二材料，其中，第二材料的氮浓度或碳浓度可以通过在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上增加到小于或等于第二阈值的值。

此外，所述方法包括对金属粉末注塑构件进行去粘合剂和烧结，以及使用工作气体对金属粉末注塑构件进行热化学的热处理，以便在金属粉末注塑构件的第一材料中、局部在表面上产生具有第一厚度的影响区，并且在金属粉末注塑构件的第二材料中、局部在表面上产生具有第二厚度的影响区，其中，第一材料的影响区的第一厚度大于第二材料的影响区的厚度。

此外，本发明提供一种利用注塑机生产金属粉末注塑构件的装置，该注塑机具有用于金属粉末注塑构件成型的注塑工具，和被构造用于对金属粉末注塑构件进行去粘合剂、烧结和热化学地热处理的炉。

本发明的理念在于，通过使用两组件金属粉末注塑方法对金属粉末注塑构件进行成型，使其在不同领域具有不同的材料特性。

通过对成型的、去粘结剂的并烧结的金属粉末注塑构件在使用工作气体的情况下进行热化学的热处理工艺，因此可以在金属粉末注塑构件的具有第一材料的第一区域中设定第一材料特性、例如材料的表面硬度的改善，并且在构造有第二材料的第二区域中设定第二材料特性、例如金属粉末注塑构件的可焊性相对于未进行热化学处理的状态基本上没有明显变差。

有利的实施方式和改型方案由从属权利要求以及参照附图的说明中得出。

优选规定，金属粉末注塑构件中间产品的第一材料由第一金属材料或金属合金材料构造成，尤其是由奥氏体材料构造成，并且金属粉末注塑构件中间产品的第二材料由第二金属材料或金属合金材料构造成，尤其是由铁素体材料构造成。该奥氏体材料优选构造用于，使奥氏体材料的氮浓度或碳浓度可以通过在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上增加到大于或等于第一阈值的值。该铁素体材料优选构造用于，使铁素体材料的氮浓度或碳浓度可以通过在热化学的热处理工艺中使用的工作气体局部在表面上增加到小于或等于第二阈值的值。

另外，优选规定，在金属粉末注塑构件中间产品的热化学的热处理工艺中使用的工作气体是氮和/或碳或者说氮化气体和/或碳化气体，第一阈值为1%，优选为2%，并且第二阈值为1%，优选为0.2%。通过选择第一和第二材料可以由此设定第一和第二阈值。