[发明专利]一种超声塑化成形制备金属制品的方法

说明书

本发明涉及金属粉末冶金领域，具体公开了一种超声塑化成形制备金属制品的方法。所述的方法包括如下步骤：S1.喂料制备：将金属粉末与高分子粘结剂混合后造粒，得颗粒状的喂料；S2.称料：称取颗粒状的喂料，并将颗粒状的喂料倒入模具的产品型腔中，并将模具的上模冲放置在颗粒状的喂料上；S3.塑化成形：在装有颗粒状的喂料的模具上施加超声波，颗粒状的喂料在超声波的作用下均匀填充产品型腔；待颗粒状的喂料均匀填充产品型腔后，将上模冲压制限位刻度位置，停止施加超声波，待高分子粘结剂重新固化之后，得产品生坯；S4.脱脂烧结：将得到的产品生坯进行脱脂烧结得金属制品。此方法克服了压制成形和注射成形的生坯容易存在密度梯度和内应力的问题，大大降低了产品变形率，节约了工业生产成本。

技术领域

本发明涉及金属粉末冶金领域，具体涉及一种超声塑化成形制备金属制品的方法。

背景技术

粉末冶金技术是一种绿色环保的金属成形技术，以金属粉末为原料，通过不同的技术手段将粉末成形为所需的形状，然后通过高温烧结，使粉末颗粒之间形成冶金结合，进而获得力学性能与铸造、锻压材料接近的产品。由于其只需要辅以少量的机加工或不需要机加工就能获得最终产品形状，所以能以较低的成本大批量生产二维或三维复杂形状的产品，是一种性价比较高的成形工艺。粉末冶金成形时，一般通过模具达成。在把金属粉末充填至模具时，需要借助外力。常见的提供外力的设备是大吨位的油压机或者注塑机，这些专用设备不仅购置费用和使用费用高昂，要求使用技能高，而且压力设备有其技术缺陷，比如油压成形时，由于金属粉末与模具内壁的摩擦力，会造成一定的压坯密度梯度，导致烧结变形的发生。如果产品的尺寸较小，形状复杂，压制就更难达成。金属粉末注射成形融合了塑料注塑技术，可以成形尺寸较小、形状复杂的产品，但是由于喂料在模具型腔中流动时受到型腔路径的影响，容易造成金属粉末与塑料粘结剂的分离，导致生坯外观缺陷和因内应力过大生坯烧结时严重变形等问题。

因此，开发一种能克服粉末冶金过程中生坯容易存在密度梯度和内应力的问题的制备方法，对于降低产品变形率，节约工业生产成本具有十分重要的经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服粉末冶金过程中生坯容易存在密度梯度和内应力的问题，提供了一种超声塑化成形制备金属制品的方法。该方法成功解决了粉末冶金过程中生坯容易存在密度梯度和内应力的问题，大大降低了产品变形率，节约工业生产成本。

本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：

一种超声塑化成形制备金属制品的方法，其包括如下步骤：

S1.喂料制备：将金属粉末与高分子粘结剂混合后造粒，得颗粒状的喂料；

S2.称料：称取颗粒状的喂料，并将颗粒状的喂料倒入模具的产品型腔中，并将模具的上模冲放置在颗粒状的喂料上；

S3.塑化成形：在装有颗粒状的喂料的模具上施加超声波，颗粒状的喂料在超声波的作用下均匀填充产品型腔；待颗粒状的喂料均匀填充产品型腔后，将上模冲压制限位刻度位置，停止施加超声波，待高分子粘结剂重新固化之后，得产品生坯；

S4.脱脂烧结：将得到的产品生坯进行脱脂烧结得金属制品。

优选地，所述的金属粉末为不锈钢粉末。

进一步优选地，所述的不锈钢粉末为17-4PH不锈钢粉。

优选地，所述喂料制备步骤的具体方法为：

将17-4PH不锈钢粉与高分子粘结剂混合均匀，加热至180～250℃，搅拌得膏状混合物；将此膏状混合物移至造粒装置中造粒，制备成颗粒状的喂料。

进一步优选地，所述喂料制备步骤的具体方法为：