本發(fā)明屬于金屬粉體加工領域,尤其涉及一種用于注射成型用不銹鋼金屬粉體的制備方法。
背景技術:
金屬注射成形(Met鋁Injection Molding,MIM)是注射成型和粉末冶金技術相結合的一種生產(chǎn)近凈成形產(chǎn)品的工藝方法。該方法可制備高度復雜結構的零件,制品微觀組織均勻、密度高、力學性能好,幾乎不需要再進行機加工,減少了材料的消耗等優(yōu)點,自其誕生之日起,就受到人們的廣泛關注,被稱為“當今最熱門的零部件成形技術”。注射成形加工優(yōu)點諸多,但最大的優(yōu)點是同傳統(tǒng)加工方式相比,減少了車、銑、刨等繁瑣工序和由此產(chǎn)生的邊角料、油污、廢液等污染,既節(jié)約了資源,又保護了環(huán)境。該工藝技術適合大批量生產(chǎn)小型、精密、三維形狀復雜以及具有特殊性能要求的金屬零部件,廣泛應用于汽車、電子、五金、生物醫(yī)療器械、機械、兵器及航空航天等工業(yè)領域。
注射成型所使用的金屬粉末均以鐵基為主,所以習慣上也稱該類粉體為不銹鋼粉。因不銹鋼長期與皮膚接觸后其中的鎳元素易釋放出來會被皮膚吸收,從而對部分個體導致過敏(據(jù)統(tǒng)計,20%的人對鎳有很明顯的過敏反應狀),嚴重者甚至導致鎳皮炎。2011年8月,在出口歐洲的眼鏡、手表、金屬鉚釘、緊固物、拉鏈及金屬牌等日用品中,歐盟提出了EN1811:2011標準,限制了鎳金屬在某些物品上的使用范圍。
本發(fā)明的主要目的是通過注射成型所使用的金屬粉末的情況,采用智能化的方法,從而減少了對資源不斷重復的操作,減少了時間,并且通過采用更智能化的方法去實現(xiàn)。因此,可以說通過這種實現(xiàn)方式是很有必要的。
技術實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明要解決的技術問題公開了一種用于注射成型用的不銹鋼金屬粉體,通過金屬氣霧化工藝,再過振動分級篩分選出的金屬粉末,制備的不銹鋼粉末具有良好的流動性,粒徑細小、粒度分布窄、球形度高和松裝密度高的特點,能滿足注射成型應用的要求,且與人體接觸不會釋放出鎳元素。
合金由鐵,鎂、鉻和異丁烷組成,并加以鋁;當鋁增加到合金中含量大于2%,除以固溶形式存在外,并參與構成β相(Mg17Al12);固溶鋁含量的增加能提高合金表而膜的穩(wěn)定性,改善鎂合金的耐蝕性能;有助于改善鎂合金的耐蝕性能,β相對合金的耐蝕性能則具有雙重作用,即當其體積分數(shù)大時,通常會抑制α基相的溶解、阻礙鎂合金的腐蝕;而當其體積分數(shù)小不足以形成網(wǎng)狀結構時,則作為腐蝕電池的陰極,加速合金的腐蝕;
合金加入鋅,并將鋅含量控制在2%以下;錳可與合金中的雜質(zhì)元素形成化合物而作為熔渣排除,消除雜質(zhì)元素對合金耐蝕性能的影響;將錳添加到合金中,錳溶解于鎂基體增大基相的電極電勢,讓合金耐蝕性能提高;
合金比例是按照體積比進行配比;根據(jù)合金的元素比例,將合金裝入高溫坩堝內(nèi),放入感應熔煉爐中,加熱到1200-1300℃,加熱4到5小時,通過感應熔煉爐熔化,得到金屬熔湯;
將感應熔煉爐坩堝內(nèi)的金屬熔湯,通過導流管下部噴嘴流出,同時雙流高速惰性氣體的氣流對流出的金屬熔湯進行霧化,冷卻后的金屬霧化顆粒收集在密封負壓惰性氣體保護的不銹鋼容器內(nèi),制備成金屬粉末;
收集不銹鋼容器內(nèi)的氣霧化的金屬粉末,進行篩分,選取粒徑在20-40μm之間的金屬粉末,得到能夠用于注射成型用不銹鋼金屬粉末;
雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強在0.5-8MPa之間,流速控制在0.1-1L/min;負壓惰性氣體的負壓為0.01-0.08MPa間;負壓惰性氣體的惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種;最后用于注射成型用不銹鋼金屬粉末在高壓容器里添加1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷;減少易燃易爆的可能性,得到非易爆用于注射成型用不銹鋼金屬粉末;
最后在非易爆用于注射成型用不銹鋼金屬粉末加入組成成份為鋯的細化晶粒提高非易爆用于注射成型用不銹鋼金屬粉末的耐蝕性能。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白,以下結合實施例,對本發(fā)明進行詳細的說明。應當說明的是,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明,能實現(xiàn)同樣功能的產(chǎn)品屬于等同替換和改進,均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
實施例:本發(fā)明公開了一種用于注射成型用的不銹鋼金屬粉體,通過金屬氣霧化工藝,再過振動分級篩分選出的不銹鋼金屬粉末,制備的不銹鋼金屬粉末具有良好的流動性,粒徑細小、粒度分布窄、球形度高和松裝密度高的特點,能滿足注射成型加工的要求,且與人體接觸不會釋放出鎳元素。
合金由鐵,鎂、鉻和異丁烷組成,并加以鋁;當鋁增加到合金中含量大于2%,除以固溶形式存在外,并參與構成β相(Mg17Al12);固溶鋁含量的增加能提高合金表而膜的穩(wěn)定性,改善鎂合金的耐蝕性能;有助于改善鎂合金的耐蝕性能,β相對合金的耐蝕性能則具有雙重作用,即當其體積分數(shù)大時,通常會抑制α基相的溶解、阻礙鎂合金的腐蝕;而當其體積分數(shù)小不足以形成網(wǎng)狀結構時,則作為腐蝕電池的陰極,加速合金的腐蝕;合金加入鋅,并將鋅含量控制在2%以下;錳可與合金中的雜質(zhì)元素形成化合物而作為熔渣排除,消除雜質(zhì)元素對合金耐蝕性能的影響;將錳添加到合金中,錳溶解于鎂基體增大基相的電極電勢,讓合金耐蝕性能提高;合金比例是按照體積比進行配比;根據(jù)合金的元素比例,將合金裝入高溫坩堝內(nèi),放入感應熔煉爐中,加熱到1200-1300℃,加熱4到5小時,通過感應熔煉爐熔化,得到金屬熔湯;將感應熔煉爐坩堝內(nèi)的金屬熔湯,通過導流管下部噴嘴流出,同時雙流高速惰性氣體的氣流對流出的金屬熔湯進行霧化,冷卻后的金屬霧化顆粒收集在密封負壓惰性氣體保護的不銹鋼容器內(nèi),制備成金屬粉末;收集不銹鋼容器內(nèi)的氣霧化的金屬粉末,進行篩分,選取粒徑在20-40μm之間的金屬粉末,得到能夠用于注射成型用不銹 鋼金屬粉末;雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強在0.5-8MPa之間,流速控制在0.1-1L/min;負壓惰性氣體的負壓為0.01-0.08MPa間;負壓惰性氣體的惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種;在實際中,用于注射成型用不銹鋼金屬粉末在高壓容器里添加1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷;減少易燃易爆的可能性,得到非易爆用于注射成型用不銹鋼金屬粉末;根據(jù)所述合金比例,將金屬裝入高溫坩堝內(nèi),通過感應熔煉爐熔化,加熱到1200-1300℃,保持4-5h,得到制備成金屬熔湯a;將金屬熔湯a從導流管下部噴嘴流出,同時雙流高速惰性氣體的氣流對流出的金屬熔湯進行霧化,冷卻后的金屬霧化顆粒收集在密封負壓惰性氣體保護的不銹鋼容器內(nèi),制備成金屬粉末b;將收集不銹鋼容器內(nèi)的氣霧化金屬粉末b,進行篩分,選取粒徑在20-40μm之間的金屬粉末,得到能夠用于注射成型用不銹鋼金屬粉末。加熱溫度優(yōu)選1250℃,保溫優(yōu)選4.5h。雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強在0.5-8MPa之間,流速控制在0.1-1L/min之間,優(yōu)選雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強為4MPa,流速優(yōu)選1L/min。合金比例一般按照(體積比)進行配比。負壓為0.01-0.08MPa間,負壓優(yōu)選0.05MPa。制備過程中,步驟(2)中惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種,優(yōu)選保護氣體為氬氣。
本發(fā)明的有益效果是:通過這種本發(fā)明的主要目的是采用該方法制備的不銹鋼金屬粉末具有良好的流動性,粒徑細小、粒度分布窄、球形度高和松裝密度高的特點,能滿足注射成型用要求,且與人體接觸不會釋放出鎳元素。