本發(fā)明涉及一種金屬粉末注射成型喂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著社會(huì)科技的不斷進(jìn)步與全球工業(yè)化的蓬勃發(fā)展，粉末冶金由于其許多優(yōu)點(diǎn)，行業(yè)迅速發(fā)展，其技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于軍事、交通、機(jī)械、電子、航天、航空等領(lǐng)域。mim(金屬粉末注射成形)喂料是金屬注射成型產(chǎn)品制備的核心工藝，是將金屬粉末與添加劑按照一定比例在一定溫度下，在混煉制粒一體機(jī)中進(jìn)行一段時(shí)間溫度的混煉，再經(jīng)過(guò)螺桿擠出切割制粒,制成注射成型喂料。其中316l不銹鋼(如sus316l不銹鋼)喂料，因制成的成品零件耐腐蝕性與拋光效果好，廣受各it電子行業(yè)客戶(hù)青睞，廣泛應(yīng)用于各電子產(chǎn)品零件中。但由于316l不銹鋼材料硬度較低，限制了大部件316l不銹鋼零件在電子產(chǎn)品上的應(yīng)用，隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，普通316l不銹鋼的硬度已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足所有客戶(hù)需求，在結(jié)構(gòu)件上sus316l不銹鋼由于比其他不銹鋼材料都較軟容易變形，無(wú)法大批量應(yīng)用。在這種市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的大環(huán)境下，急需開(kāi)發(fā)出一種高硬度高品質(zhì)的金屬粉末注射成形不銹鋼喂料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬粉末注射成型喂料及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種金屬粉末注射成型喂料，包括成形劑和316l不銹鋼喂料粉末，所述成形劑和所述316l不銹鋼喂料粉末的質(zhì)量比為96∶4～90∶10；所述316l不銹鋼喂料粉末包括如下質(zhì)量百分比的組分：316l不銹鋼粉末：90％～99％碳化鉻粉末：1％～10％所述成形劑包括如下質(zhì)量百分比的組分：進(jìn)一步地：所述316l不銹鋼粉末為sus316l不銹鋼粉末。所述316l不銹鋼粉末和所述碳化鉻粉末滿(mǎn)足如下規(guī)格：316l不銹鋼粉末-500目碳化鉻粉末-800目。一種所述的金屬粉末注射成型喂料的制備方法，包括以下步驟：s1.將所述不銹鋼喂料粉末加入混煉機(jī)中預(yù)熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進(jìn)行混煉；s3.擠出造粒。進(jìn)一步地：步驟s1中，將所述不銹鋼喂料粉末預(yù)熱到預(yù)定溫度以排除粉末中的水氣，優(yōu)選加熱到200℃。步驟s2中，在大于170℃的溫度下加入所述成形劑并進(jìn)行混煉。步驟s2中，保持溫度185℃，轉(zhuǎn)速20r/min，混煉30min后停止加熱，再繼續(xù)混煉30min。一種使用所述的金屬粉末注射成型喂料制作產(chǎn)品的方法，包括以下步驟：s1.將所述不銹鋼喂料粉末加入混煉機(jī)中預(yù)熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進(jìn)行混煉；s3.擠出造粒；s4.使用造粒的喂料進(jìn)行注射成型、脫脂、燒結(jié)mim工藝處理得到所述產(chǎn)品。進(jìn)一步地：步驟s4中，對(duì)注射成型件脫脂，使總質(zhì)量損失率≥7.5％后進(jìn)行真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度1360℃，保溫時(shí)間3小時(shí)。一種產(chǎn)品，是由所述的金屬粉末注射成型喂料通過(guò)mim工藝制作而成的產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述產(chǎn)品為3c電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的金屬粉末注射成型喂料采用特定的配方，其中成形劑和316l不銹鋼喂料粉末的質(zhì)量比為96∶4～90∶10，該316l不銹鋼喂料粉末包括質(zhì)量百分比90％～99％的316l不銹鋼粉末和1％～10％的碳化鉻粉末，該成形劑包括質(zhì)量百分比5％～10％的全精煉石蠟，5％～10％的乙烯，5％～10％的聚乙烯，5％～10％的聚乙二醇，75％～80％的聚甲醛，將該金屬粉末注射成型喂料用在mim工藝，作為mim喂料，可以加工制作出滿(mǎn)足各種3c電子設(shè)備所需的結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品，且具有高硬度高品質(zhì)的產(chǎn)品性能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用本發(fā)明配方的sus316l喂料，mim產(chǎn)品的硬度比普通sus316l喂料的mim產(chǎn)品增強(qiáng)達(dá)40％以上，有效解決了sus316l材料零件大件薄件容易變形的問(wèn)題，擴(kuò)大了sus316l材料的零件的市場(chǎng)應(yīng)用范圍。由于產(chǎn)品硬度提升，不易變形，滿(mǎn)足316l大件產(chǎn)品的強(qiáng)度要求，特別是提升sus316l產(chǎn)品在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品上的應(yīng)用范圍。附圖說(shuō)明圖1所示為采用本發(fā)明金屬粉末注射成型喂料的mim成型毛坯的實(shí)例圖；圖2所示為采用本發(fā)明金屬粉末注射成型喂料的mim燒結(jié)后產(chǎn)品的實(shí)例圖。具體實(shí)施方式以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。在一種實(shí)施例中，一種金屬粉末注射成型喂料，包括成形劑和316l不銹鋼喂料粉末，所述成形劑和所述316l不銹鋼喂料粉末的質(zhì)量比為96∶4～90∶10；所述316l不銹鋼喂料粉末包括如下質(zhì)量百分比的組分：316l不銹鋼粉末：90％～99％碳化鉻粉末：1％～10％所述成形劑包括如下質(zhì)量百分比的組分：在優(yōu)選實(shí)施例中，所述316l不銹鋼粉末為sus316l不銹鋼粉末。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述316l不銹鋼粉末和所述碳化鉻粉末滿(mǎn)足如下規(guī)格：316l不銹鋼粉末-500目碳化鉻粉末-800目。在一種實(shí)施例中，一種所述的金屬粉末注射成型喂料的制備方法，包括以下步驟：s1.將所述不銹鋼喂料粉末加入混煉機(jī)中預(yù)熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進(jìn)行混煉；s3.擠出造粒。在優(yōu)選實(shí)施例中，步驟s1中，將所述不銹鋼喂料粉末預(yù)熱到預(yù)定溫度以排除粉末中的水氣，更優(yōu)選，加熱到200℃預(yù)定溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，步驟s2中，在大于170℃的溫度下加入所述成形劑并進(jìn)行混煉。在優(yōu)選實(shí)施例中，步驟s2中，保持溫度185℃，轉(zhuǎn)速20r/min，混煉30min后停止加熱，再繼續(xù)混煉30min。在一種實(shí)施例中，一種使用所述的金屬粉末注射成型喂料制作產(chǎn)品的方法，包括以下步驟：s1.將所述不銹鋼喂料粉末加入混煉機(jī)中預(yù)熱；s2.按照配比加入的所述成形劑，進(jìn)行混煉；s3.擠出造粒；s4.使用造粒的喂料進(jìn)行注射成型、脫脂、燒結(jié)mim工藝處理得到所述產(chǎn)品。在優(yōu)選實(shí)施例中，步驟s4中，對(duì)注射成型件脫脂，使總質(zhì)量損失率≥7.5％后進(jìn)行真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度1360℃，保溫時(shí)間3小時(shí)。一種具體的優(yōu)選燒結(jié)控制方案如表1所示。表112345678910111213t，min0180240300330390420520570630810870960ts，℃06006008008001050105013001300136013609000n2，l/min09009000000000001500ar，pa00000005005005005005000其中1～13表示為程序段，從啟動(dòng)設(shè)備開(kāi)始升溫(1段)，到程序運(yùn)行完的降溫出爐(13段)；t，min表示從啟動(dòng)設(shè)備到運(yùn)行完該程序的累計(jì)時(shí)間，共運(yùn)行多少分鐘結(jié)束此段程序；ts，℃表示當(dāng)前段程序設(shè)定溫度，升溫階段，偶數(shù)段中的數(shù)值為此程序段結(jié)束后需要升溫到的溫度，奇數(shù)段中的數(shù)值為此程序段需要保持的溫度，降溫階段，數(shù)值為此程序段結(jié)束時(shí)需要降到的溫度；n2，l/min表示純氮?dú)?純度99％以上)每分鐘通入多少升；ar，pa表示通過(guò)通入氬氣來(lái)控制真空燒結(jié)爐內(nèi)的燒結(jié)壓力帕。在一種實(shí)施例中，一種產(chǎn)品，是由所述的金屬粉末注射成型喂料通過(guò)mim工藝制作而成的產(chǎn)品。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述產(chǎn)品可以為3c電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件。在一些具體實(shí)施例中，一種金屬粉末注射成型喂料制備方法，包括以下步驟：s1、啟動(dòng)捏合機(jī)，慢速旋轉(zhuǎn)攪拌主機(jī)(5r/1min)，加入sus316l不銹鋼粉末與碳化鉻配比料，預(yù)熱到200℃排除粉末水氣；s2、1小時(shí)后，用激光紅外線(xiàn)測(cè)溫儀，探測(cè)粉末溫度，探測(cè)溫度大于170℃時(shí)，按粉末重量的百分比加入配制好的成型劑，降低溫度至185℃，調(diào)整轉(zhuǎn)速至20r/1min繼續(xù)捏合混煉喂料；s3、混煉轉(zhuǎn)速溫度保持30min后，關(guān)閉混煉溫度，繼續(xù)混煉30min后，擠出制粒，取得增硬后的sus316l注射成型喂料。典型實(shí)施例制備本發(fā)明實(shí)施例的sus316l不銹鋼粉末注射成型喂料，并用該喂料制備mim產(chǎn)品。1.取用sus316l粉末4300g，碳化鉻粉末200g，放入混煉機(jī)升溫預(yù)熱至200℃，啟動(dòng)調(diào)節(jié)慢速旋轉(zhuǎn)機(jī)器捏合攪拌系統(tǒng)(5r/1min)，30min后，探測(cè)粉末溫度，加入全精煉石蠟25g，乙烯50g，聚乙烯40g，聚乙二醇45g，聚甲醛375g,降低設(shè)定溫度至185℃，調(diào)高轉(zhuǎn)速至(20r/1min),繼續(xù)捏合攪拌混煉30min,關(guān)掉設(shè)備溫度，再保持混煉30min,擠出制粒，制得增硬后的sus316l注射成型喂料；2.通過(guò)用注射機(jī)，把增硬后的喂料高壓射入標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)條樣品模具(產(chǎn)品尺寸：100*10*3)取得標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)條樣品毛坯，如圖1所示；3.將樣品毛坯進(jìn)行催化脫脂，測(cè)得脫脂樣品總質(zhì)量損失率≥7.5％后，將產(chǎn)品進(jìn)行真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度1360℃，保溫時(shí)間3小時(shí)，得到燒結(jié)后的產(chǎn)品，如圖2所示；4.取燒結(jié)好的樣品產(chǎn)品，進(jìn)行硬檢測(cè)，測(cè)得維氏硬度hv250-280；典型對(duì)比例：制備傳統(tǒng)的sus316l注射成型喂料，并用該喂料制備mim產(chǎn)品。1.取用5kg普通sus316l喂料，通過(guò)用注射機(jī)，把喂料高壓射入標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)條樣品模具(產(chǎn)品尺寸：100*10*3)取得樣品，成型毛坯樣品密度為5.45g/cm3；2.將毛坯樣品進(jìn)行催化脫脂，測(cè)得脫脂樣品總質(zhì)量損失率≥7.5％后，將產(chǎn)品進(jìn)行真空燒結(jié)，燒結(jié)溫度1360℃，保溫時(shí)間2.5小時(shí)；3.取燒結(jié)好后產(chǎn)品樣品，進(jìn)行硬檢測(cè)，測(cè)得樣維氏硬度hv120-180。多個(gè)實(shí)施例與比較例燒結(jié)好的產(chǎn)品樣品的參數(shù)對(duì)比如下表2和表3。表2傳統(tǒng)配方的316l標(biāo)準(zhǔn)樣條參數(shù)表3本發(fā)明實(shí)施例的316l標(biāo)準(zhǔn)樣條參數(shù)經(jīng)過(guò)檢測(cè)，通過(guò)用本發(fā)明的方法制作得到的sus316l喂料產(chǎn)品，其硬度(維氏hv)比傳統(tǒng)方法制備的產(chǎn)品可以提高40％以上。以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12