[发明专利]粉末注射成型的活塞的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属粉末注射成型的活塞的制备方法。

背景技术

传统的三维形状复杂的活塞一部分是采用YG6X钨钢制成的，生产要通过一系列的设备投入，比如加工中心、冲床、铣床、精密打孔机、线切割等，需要投入大量的设备人工等，存在生产成本高产量低浪费资源的问题，尤其是由于活塞三维形状复杂因此加工难度高，采用金属粉末注射成型工艺可以很好的解决上述问题，但是采用金属粉末注射成型工艺由于脱脂率的问题容易影响产品的性能。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种脱脂率高，产品性能好，生产成本低的粉末注射成型的活塞的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：

粉末注射成型的活塞的制备方法，步骤依次包括以下步骤：

(1)制粒，将金属粉末与粘结剂通过密炼机进行共混，成为具有流变性的粒料；按粒料质量比，金属粉末是93.5％，粘结剂是6.5％；金属粉末按质量比由下述组分混合而成：Co5.98％、C5.45％、TaC1.31％、Ti0.03％、余量为Wc；粘结剂由下述组分混合而成：粘结剂由下述组分混合而成：棕榈蜡15％、乙酸乙烯酯4％、硬脂酸2％、聚乙烯8％、聚丙烯12.5％、聚乙烯乙二醇6.5％、聚乙烯醇缩丁醛4％，余量是石蜡；

(2)注射成型，将粒料注入具有活塞形状的模具型腔中形成毛坯件；

(3)脱脂，清除毛坯件中的部分粘结剂；脱脂溶剂是航空煤油；

(4)烧结，去除粘结剂，得到活塞；烧结工艺曲线如下：室温开始加热至400℃，保温，然后从400℃加热至600℃，保温，再从600℃加热至1150℃，保温，然后加热至1420℃，保温，然后隨炉冷至90℃-110℃开炉。

作为优选，密炼温度180度，密炼3个小时后自然冷却获取粒料的流动性，经螺杆挤压机挤出制粒。

作为优选，使用脱脂炉脱脂，脱脂炉内溶剂温度是35℃－50℃。

作为优选，室温开始加热2.5℃/min至400℃，保温时间1个小时，然后从400℃加热3℃/min至600℃保温30min，再从600℃加热5℃/min至1150℃保温20-30min，然后加热至1420℃保温2小时,然后隨炉冷至100℃开炉。

采用了上述技术方案的粉末注射成型的活塞的制备方法，棕榈蜡和石蜡作为分散剂，分散剂可以改善粉末与聚合物间的相互作用，强化粉末在聚合物中分散，分散剂的目的是将粉末颗粒均匀地布置到介质中去除，以改善粉末表面性能，破坏团聚体，在成型制备过程中除提高粉末在介质中分散性能外，分散剂还能提高粉末的装载量和成形生坯强度，且不会劣化混合物的流动性。乙酸乙烯酯和聚乙烯醇缩丁醛作为稳定剂，稳定剂使成型结构长期均匀稳定。聚丙烯、聚乙烯和聚乙烯乙二醇作为增塑剂，增塑剂增加成型塑性，改变成型流变行为。硬脂酸作为润滑剂，润滑剂减少各种摩擦作用。脱脂溶剂采用航空煤油，分散剂与润滑剂的脱出率达到97.5％。航空煤油脱脂脱除了97.5％的分散剂与润滑剂，使各粉末之间有了一定的缝隙所以大大加快了烧结前期热脱脂的速度，在400℃时保温的过程中将分散剂与润滑剂脱除干净，在600℃保温的过程中将稳定剂与增塑剂脱除，在1150℃保温的过程中完全脱除所残留的粘结剂再升温到1420℃保温，使产品达到YG6X钨钢密度以及其它性能。采用上述制备方法得到的粉末注射成型的活塞，其性能参数如下：密度：≥14.76g/cm³；抗弯强度：167.5kg/mm；硬度：HRA91.5。综上所述，该粉末注射成型的活塞的制备方法的优点是脱脂率高，产品性能好，生产成本低。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

粉末注射成型的活塞的制备方法，步骤依次包括以下步骤：

(1)制粒，将金属粉末与粘结剂通过密炼机进行共混，密炼温度180度，密炼3个小时后自然冷却获取粒料的流动性，经螺杆挤压机挤出制粒，成为具有流变性的粒料；按粒料质量比，金属粉末是93.5％，粘结剂是6.5％；金属粉末按质量比由下述组分混合而成：Co5.98％、C5.45％、TaC1.31％、Ti0.03％、余量为Wc，Wc是碳化钨，TaC是碳化钽；粘结剂由下述组分混合而成：粘结剂由下述组分混合而成：棕榈蜡15％、乙酸乙烯酯4％、硬脂酸2％、聚乙烯8％、聚丙烯12.5％、聚乙烯乙二醇6.5％、聚乙烯醇缩丁醛4％，余量是石蜡；