[发明专利]具有高强度的注射成型纯铁烧结材料的制造方法

说明书

本发明的制造方法属于利用注射成型制造高强度纯铁烧结材料的制造方法。

以往，已知的注射成型纯铁烧结材料的制造方法一般是由以下步骤构成：在平均颗粒直径在15μm以下的羰基铁粉等纯铁粉末中加入占总体重量8-15%的热塑性树脂粘结剂，用捏合机在135℃的温度下加热混炼3小时，待温度降低到室温后在捏合机内将其粉碎，使之成为直径1-5mm左右的颗粒料，用注射成型机在压力为500-700kgf/cm²、颗粒料温度130-145℃、成型周期为20-4秒/次的条件下将上述颗粒料注射成型，制成具有规定形状的成型体，接着，将该注射成型体在例如氢等还原性气氛中于300-500℃温度下脱脂，为了保持形状，在上述粘结剂还剩留10-20%（重量）的时候即停止脱脂，然后，将结果得到的理论密度比为50-70%的脱脂成型体同样在氢等还原气氛中、在1100-1400℃温度下进行长时间（10-20小时）烧结，以便将上述粘结剂完全除去。美国专利US4，113，480提出了一种金属粉零件的注射成型方法，该方法包括，将金属粉末与含有机粘结剂的塑料介质相混合;在室温和压力下注射该塑性混合物入模具中;取出该密集体并进行干燥以除去多余的溶剂等。此外，人们还知道，用这种方法制造的注射成型纯铁烧结材料可以用来作为各种电气电子仪器的结构部件。

近年来，伴随着各种电气电子仪器、设备的减轻劳动、减小重量以及小型化的趋势，要求其结构部件薄壁化，但是，上述现有技术的注射成型纯铁烧结材料不具备足够的强度，因此无法满足这一要求。

鉴于以上所述，要求制造出具有高强度的注射成型纯铁烧结材料。因此，本发明人对此进行了研究，得到了下述研究结果。

关于注射成型体的脱脂，如前所述现有技术方法是在300-500℃温度下进行的，而且，为了保持形状，在还存留有相当数量的粘结剂的情况下即终止脱脂处理。然而本发明人发现在680-750℃的高温下对注射成型体进行脱脂，可将粘结剂几乎全部除掉，得到碳含量在0.05%（重量）以下的预烧结体（理论密度比为60-70%）。另外，关于后续烧结，由此只能得到理论密度比为90-95%左右的注射成型纯铁烧结材料。与此相比，如果在比1100-1400℃低的870-910℃的温度下进行后续烧结，在1-5小时的短时间内即可得到理论密度比为96-99%的高密度注射成型纯铁烧结材料，所得到的注射成型纯铁烧结材料由于上述高密度而具有高的强度。

本发明是基于上述研究结果而做出的，其特征是，在用注射成型机制成成型体以后，接着将上述注射成型体在680-750℃的温度下高温脱脂1-5小时，使来源于上述粘结剂的碳的含量在0.05%（重量）以下，型成预烧结体，然后将该预烧结体在870-910℃的温度下低温烧结1-5小时，从而制成具有高强度的注射成型纯铁烧结材料。

下面说明在本发明的方法中将制造条件做上述限定的根据。

（a）粘结剂的比例

粘结剂的比例如不足8%（重量）则不能确保注射成型性，反之，如这一比例超过15%（重量），则不能制成具有96%以上理论密度比的高密度注射成型纯铁烧结材料，不能保证所要求的高强度，因此将粘结剂的比例定为8-15%（重量）。

（b）脱脂温度

脱脂温度如果低于680℃，预烧结不充分，难以保持形状，而且脱脂需要很长时间;反之，脱脂温度如超过750℃，要想使烧结后的注射成型纯铁烧结材料达到理论密度比为96%以上的高密度是不可能的，因此将这一温度定为680-750℃。

（c）预烧结体的碳含量

如果降低预烧结体的碳含量，纯铁烧结材料的理论密度比就会提高，碳含量如果超过0.05%（重量），纯铁烧结材料的理论密度比就达不到96%，不能保证高强度，因此将该含量定为0.05%（重量）以下。

（d）烧结温度

烧结温度在870℃以下时，不仅烧结不充分，而且不能使纯铁烧结材料的密度提高，反之，如果该温度超过910℃也不能实现所希望的密度提高，而且由于晶粒长大，不能够得到所希望的高强度，因此将烧结温度定在870-910℃。

实施例

下面，通过实施例来说明本发明的方法。