[发明专利]粉末注射模制硬质合金或金属陶瓷部件的模制工具和方法

说明书

本发明涉及一种用于粉末注射模制硬质合金或金属陶瓷部件的模制工具和方法，所述部件具有通孔，所述模制工具包括：至少第一和第二工具部分，所述至少第一和第二工具部分布置用以限定用于形成部件的至少一个模具腔；至少一个入口通道，用于将模制材料引入到模具腔中，所述入口通道穿过第一工具部分延伸到模具腔，并且包括具有用于将模制材料从入口通道排出到模具腔中的出口开口的出口端；至少一个型芯，用于形成部件中的通孔，所述型芯具有端部并且布置成沿着纵向轴线在朝向入口通道的出口开口的方向上延伸到模具腔中，其中型芯的端部适于封闭入口通道的出口开口，并且型芯布置成能够沿着纵向轴线移动，使得型芯的端部可与入口通道的出口开口接合。

技术领域

本公开涉及一种用于粉末注射模制硬质合金或金属陶瓷部件的模制工具，所述部件带有至少一个通孔。本公开还涉及一种通过粉末注射模制来制造带有至少一个通孔的硬质合金或金属陶瓷部件的方法。

背景技术

粉末注射模制(PIM)是一种制造技术，其中，聚合物粘结剂和金属粉末、碳化物粉末或金属陶瓷粉末的液态复合物通过注射模制机在高压下注射到封闭的模具中。该方法结合了诸如良好模具充填和制造复杂形状的能力的塑料注射模制的优势与使用诸如硬质合金和金属陶瓷的硬质和高强度材料作为部件材料的可能性。这使粉末注射模制成为制造具有窄公差或复杂形状的坚固耐磨部件的合适方法。例如，各种类型的汽车工业的切削刀片或部件。

然而，当涉及带有包括通孔的设计的部件，例如用于快速螺钉或紧固系统的通孔的切削刀片时，粉末注射模制具有一些局限性。

由于PIM复合物的特性，避免使模具中的PIM复合物的流动前沿相遇(meetingflow front)是优选的，这是因为在两个流动前沿相遇的区域中，可能在固化的部件中形成弱化焊接线。因此，当通过粉末注射模制来制造具有通孔的部件时，绕着或者沿着限定部件中的通孔的型芯径向充填模具是优选的。由此，部件会在尺寸上保持稳定，而不会被扭曲，而在具有例如位于一侧处的单个门时，部件可能被扭曲。

WO2009139700A1描述了通过粉末注射模制来制造具有通孔的切削刀片的模制工具和方法。为了避免使模具中的流动前沿相遇，WO2009139700A1中的模制工具布置成使得PIM复合物被直接注射到型芯的端表面上。这导致了PIM复合物被型芯的端表面径向偏转，并且模具绕着型芯均匀地被充填。

然而，常规做法导致了，在完成充填和固化之后，固化的PIM复合物形成的插塞(plug)保留在部件的通孔中。为了清理通孔，插塞必须在后续加工操作中移除。当通过粉末注射模制来制造具有通孔的部件时，部件的这种加工和必要处理导致高的生产成本。

因此，本发明的目的是，提供用于粉末注射模制具有通孔的硬质合金或金属陶瓷部件的改进的模制工具和改进的方法。本发明的目的还是，解决上述现有技术缺点中的至少一个。特别地，本发明的目的是，提供用于以低成本并最少的后处理来粉末注射模制具有通孔的硬质合金或金属陶瓷部件的模制工具和方法。

发明内容

根据本公开的第一方面，这些目的中的至少一个目的通过一种用于粉末注射模制硬质合金或金属陶瓷部件的模制工具来实现，所述部件具有至少一个通孔，所述模制工具包括：至少第一工具部分和第二工具部分，所述至少第一工具部分和第二工具部分布置用以限定用于形成部件的至少一个模具腔；至少一个入口通道，所述至少一个入口通道用于将模制材料引入到所述至少一个模具腔，所述入口通道穿过第一工具部分延伸到模具腔，并且所述入口通道包括出口端，出口端具有用于将模制材料从入口通道排出到模具腔中的出口开口；至少一个型芯，所述至少一个型芯用于形成部件中的通孔，所述型芯具有端部并且布置成沿着纵向轴线X在朝向入口通道的出口开口的方向上延伸到模具腔中，其特征在于，型芯的端部适于封闭入口通道的出口开口，并且型芯布置成能够沿着纵向轴线X移动，使得型芯的端部可与入口通道的出口开口接合。