本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，尤其是一種型零部件金屬粉末注射成型方法。
背景技術(shù)：
金屬注射成型技術(shù)(metalinjectionmolding，簡稱mim)是一種從塑料注射成型行業(yè)中引申出來的新型粉末冶金成型技術(shù)。眾所周知，塑料注射成型技術(shù)的生產(chǎn)價格低廉，能生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，但塑料制品強(qiáng)度不高，為了改善其性能，可通過在塑料原料中添加金屬或陶瓷粉末來提高制品的強(qiáng)度和耐磨性。近年來，這一想法已經(jīng)發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊锰岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結(jié)過程中完全除去粘結(jié)劑使成型后的坯件致密化，即是金屬注射成型技術(shù)。金屬注射成型的基本工藝步驟是：首先選取符合mim要求的金屬粉末和粘結(jié)劑，在一定溫度下采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒔饘俜勰┖驼辰Y(jié)劑混合成均勻的喂料，然后經(jīng)過制粒后注射成型，獲得的成型坯經(jīng)過脫脂處理后燒結(jié)致密化得到成品。
粉末注射成型技術(shù)具有能夠一次成型出形狀復(fù)雜的工件、尺寸精度高、易于實(shí)現(xiàn)高效率自動化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，特別適合大批量制造形狀復(fù)雜、高精度、高性能的小型機(jī)械零件，已成為快速發(fā)展的新工藝。但目前金屬注射成型技術(shù)基本上都用于生產(chǎn)小型機(jī)械零部件，而對于大型零部件(質(zhì)量大于等于500g以上的產(chǎn)品)的生產(chǎn)存在以下問題：由于零部件較大、自重過重，重力的作用會使燒結(jié)制品底部出現(xiàn)裂紋、變形，甚至無法成型，嚴(yán)重影響燒結(jié)制品品質(zhì)，廢品率過高、生產(chǎn)效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種適用于大型零部件生產(chǎn)的金屬粉末成型注射方法，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)良好、合格率高。
為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種大型零部件金屬粉末注射成型方法，包括以下步驟：
a、將金屬粉末和粘結(jié)劑混合均勻，然后制備成喂料顆粒；
b、利用注塑成型機(jī)將喂料顆粒注射到模具中形成坯件；
c、將坯件放入燒結(jié)爐中加熱，隨著燒結(jié)爐的升溫脫去粘結(jié)劑，并在燒結(jié)爐進(jìn)行第一次燒結(jié)；
d、將經(jīng)過第一次燒結(jié)的燒結(jié)件冷卻至室溫，然后翻轉(zhuǎn)180°進(jìn)行第二次燒結(jié)，出爐得到成品。
進(jìn)一步的是：步驟a中金屬粉末的重量占比為89％～92％，粘結(jié)劑的重量占比為8％～11％，混合時間為40～60min，混合溫度為325～350℃，制粒時的溫度為180～200℃。
進(jìn)一步的是：步驟b中注射喂料顆粒前對喂料顆粒進(jìn)行加熱，加熱溫度為250～300℃。
進(jìn)一步的是：步驟b中注塑成型機(jī)的注射速度為40～50g/s，壓力為60～70mpa。
進(jìn)一步的是：步驟c中進(jìn)行第一次燒結(jié)時的燒結(jié)溫度為1050～1150℃，燒結(jié)時間為0.5～1h，燒結(jié)爐的真空度為0.03～0.05pa。
進(jìn)一步的是：步驟d中進(jìn)行第二次燒結(jié)時的燒結(jié)溫度為1300～1350℃，燒結(jié)時間為2～2.5h，燒結(jié)爐的真空度為0.03～0.05pa。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過對脫去粘結(jié)劑的坯件進(jìn)行二次燒結(jié)，并在進(jìn)行二次燒結(jié)前先將燒結(jié)件翻轉(zhuǎn)，使各部位的燒結(jié)收縮率一致，得到的成品不會產(chǎn)生裂紋和變形，整體密度均勻，致密度能高于99.5％，且縮短了整體工藝流程，生產(chǎn)效率高，本發(fā)明適用于多種不同的金屬原料，也適用于不同厚度的零部件，能夠進(jìn)行大批量生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明一種大型零部件金屬粉末注射成型方法，包括以下步驟：
a、將金屬粉末和粘結(jié)劑在180～200℃的溫度下混合40～60min直至混合均勻，然后在180～200℃的溫度下制備成喂料顆粒；金屬粉末的重量占比為89％～92％，粘結(jié)劑的重量占比為8％～11％；金屬粉末可根據(jù)不同的產(chǎn)品需求選用不同的原料，本發(fā)明適用于多種金屬原料粉末，如不銹鋼粉、鐵粉、銅粉等；
b、利用注塑成型機(jī)將喂料顆粒注射到模具中形成坯件；注射喂料顆粒前對喂料顆粒進(jìn)行加熱，加熱溫度為250～300℃；注塑成型機(jī)的注射速度為40～50g/s，壓力為60～70mpa；
c、將坯件放入燒結(jié)爐中加熱，隨著燒結(jié)爐的升溫脫去粘結(jié)劑，然后在燒結(jié)爐中對坯件進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1050～1150℃，燒結(jié)時間為0.5～1h，燒結(jié)爐的真空度為0.03～0.05pa；
d、由于含有金屬粉末的大型零部件坯件的自重較重，受重力作用容易使底部出現(xiàn)裂紋或變形，本發(fā)明為了克服這一缺陷，將經(jīng)過第一次燒結(jié)的燒結(jié)件翻轉(zhuǎn)180°后進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300～1350℃，燒結(jié)時間為2～2.5h，燒結(jié)爐的真空度為0.03～0.05pa；翻轉(zhuǎn)進(jìn)行二次燒結(jié)使得坯件的上下兩端能均勻受力，不會因重力原因而使某一端的品質(zhì)受損，二次燒結(jié)后的產(chǎn)品整體密度均勻；最后出爐得到成品。
實(shí)施例1
制備質(zhì)量3kg的齒輪，取重量占比92％的不銹鋼粉末和重量占比8％的粘結(jié)劑在340℃的溫度下混合均勻，混合時間為55min，并在200℃的溫度下制備成喂料顆粒；制粒完成后將喂料顆粒導(dǎo)入注塑成型機(jī)中，加熱控溫至250℃后注射到模具中形成坯件，注射時注射速度為50g/s，壓力為60mpa；注塑成型完成后將坯件放入燒結(jié)爐中加熱至250～280℃以脫去粘結(jié)劑，然后在燒結(jié)爐中對坯件進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1050℃，燒結(jié)爐真空度為0.03pa，燒結(jié)時間1h，然后將經(jīng)過第一次燒結(jié)的燒結(jié)件翻轉(zhuǎn)180°，使燒結(jié)件的上下端位置與第一次燒結(jié)時相反，然后進(jìn)行地二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1350℃，燒結(jié)爐真空度為0.05pa，燒結(jié)時間2h，燒結(jié)完成后出爐得到的成品致密度達(dá)99.7％，成品沒有裂紋與變形。
實(shí)施例2
制備質(zhì)量600g的齒輪，取重量占比89％的不銹鋼粉末和重量占比11％的粘結(jié)劑在350℃的溫度下混合均勻，混合時間為50min，并在180℃的溫度下制備成喂料顆粒；制粒完成后將喂料顆粒導(dǎo)入注塑成型機(jī)中，加熱控溫至300℃后注射到模具中形成坯件，注射時注射速度為50g/s，壓力為60mpa；注塑成型完成后將坯件放入燒結(jié)爐中加熱至200～280℃以脫去粘結(jié)劑，然后在燒結(jié)爐中對坯件進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100℃，燒結(jié)爐真空度為0.03pa，燒結(jié)時間0.8h，然后將經(jīng)過第一次燒結(jié)的燒結(jié)件翻轉(zhuǎn)180°，使燒結(jié)件的上下端位置與第一次燒結(jié)時相反，然后進(jìn)行地二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300℃，燒結(jié)爐真空度為0.03pa，燒結(jié)時間2h，燒結(jié)完成后出爐得到的成品致密度達(dá)99.8％，成品沒有裂紋與變形。
實(shí)施例3
制備質(zhì)量800g的錘頭，取重量占比92％的鐵粉和重量占比8％的粘結(jié)劑在340℃的溫度下混合均勻，混合時間為55min，并在200℃的溫度下制備成喂料顆粒；制粒完成后將喂料顆粒導(dǎo)入注塑成型機(jī)中，加熱控溫至250℃后注射到模具中形成坯件，注射時注射速度為45g/s，壓力為60mpa；注塑成型完成后將坯件放入燒結(jié)爐中加熱至280℃以脫去粘結(jié)劑，然后在燒結(jié)爐中對坯件進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150℃，燒結(jié)爐真空度為0.04pa，燒結(jié)時間1h，然后將經(jīng)過第一次燒結(jié)的燒結(jié)件翻轉(zhuǎn)180°，使燒結(jié)件的上下端位置與第一次燒結(jié)時相反，然后進(jìn)行地二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1320℃，燒結(jié)爐真空度為0.04pa，燒結(jié)時間2h，燒結(jié)完成后出爐得到的成品致密度達(dá)99.6％，成品沒有裂紋與變形。