專利名稱：一種制備高尺寸精度異型鉬零部件的方法
技術領域：
本發明屬于注射成形技術領域，特別是提供了一種制備高尺寸精度異型鉬零部件的方法。
背景技術：
作為一種稀有難熔金屬(熔點2620℃)，金屬鋁具有高的導熱性能、低的熱膨脹系數以及高的彈性模量和強度等一系列優良特性，使它成為現代國防、航空航天、原子能工業、高性能電子部件等廣泛使用的材料。例如，在航空領域，可用作航空器發動機的喉管、噴嘴和閥門等；在電子工業中，可用作電子管中的柵極和陽極支撐材料，高功率微波管的熱離子陰極結構元件，功率晶體管、硅整流器的基板和散熱片等。
粉末冶金方法是難熔金屬的主要加工技術之一，但傳統的粉末壓制燒結工藝生產的產品的尺寸精度不高，零件形狀復雜程度受限制。另外，由于鉬在室溫條件下是脆性的，加工性能較差，采用機械加工的方法制備復雜形狀和高尺寸精度的鉬零部件時，不僅加工成本高，原材料浪費也很大。這些問題已經成為限制金屬鉬發展和應用的關鍵問題之一。
粉末注射成形是世界上目前最熱門的材料成形技術之一，該技術的最大特點是克服了傳統粉末壓制工藝難以直接生產復雜形狀零部件，而后續機加工工序長、原料利用率低、成本高的缺點，特別適合薄壁、復雜形狀零部件的近終形批量化生產。由于成形過程為流動充模，成形坯密度均勻，因此，所制備的產品尺寸精度高，并且具有組織均勻、性能優越的特點。可見，將粉末注射成形技術應用在高尺寸精度異型鉬零部件的生產中，可望徹底解決目前面臨的困難。
發明內容
本發明的目的在于提供一種制備高尺寸精度異型鉬零部件的方法，解決了鉬的高尺寸精度和復雜形狀零部件的成形問題。
本發明是通過以下步驟實現的1.粘結劑的制備。將石蠟、高密度聚乙烯、聚丙烯、硬脂酸按比例混合均勻得到粘結劑，其比例為石蠟30～70％，高密度聚乙烯15～35％，聚丙烯10～30％，硬脂酸1～10％，均為重量百分比。
2.喂料的制備。將步驟1得到的粘結劑與鉬粉末混合均勻制成喂料，喂料中鉬粉所占體積比為45～60％，最佳為48～56％。
3.注射成形。喂料在注射機上注射成形，注射溫度為120～170℃，注射壓力為80～140MPa。
4.脫脂和預燒結。注射坯采用溶劑脫脂+后續熱脫脂的脫脂工藝，首先在三氯乙烯中將注射坯溶劑脫脂2～12小時，然后烘干。熱脫脂和預燒結在20～1500℃間進行，共需要時間為8～20小時。
5.燒結。注射坯體脫脂和預燒結后，在燒結爐中1900～2300℃的溫度下燒結，保溫1～10小時，燒結產品經后續處理，得到鉬零部件。
本發明的優點在于1、將粉末注射成形技術應用于高尺寸精度異型鉬零部件的生產中，解決了傳統粉末壓制燒結工藝生產的產品尺寸精度不高，零件形狀復雜程度受限制，而后續機加工材料浪費大，成本高的缺點。
2、將鋁粉末與粘結劑混合后，得到的喂料混合均勻，喂料在注射成形機上注射成形得到的成形坯密度均勻，燒結時產品收縮一致。燒結產品不需任何機加工處理，喂料可重復利用，材料利用率幾乎達100％。
3、采用溶劑脫脂和熱脫脂相結合的工藝，不僅縮短了整個脫脂時間，同時減少了坯體變形風險，提高了生產效率和成品率，所生產的產品尺寸精度高，性能均勻一致，且可批量生產，成本低。采用該方法制備的鉬零部件的致密度大于95％，尺寸精度在±0.3％之內。
具體實施例方式
實施例1將60％石蠟、25％高密度聚乙烯、10％聚丙烯和5％硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為54％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為160℃，注射壓力為100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂4小時，再在60℃溫度下干燥30分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為8小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2000℃，燒結時間為6小時，燒結產品經后續處理即得到鉬零部件。
實施例2將55％石蠟、25％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為54％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為150℃，注射壓力為120MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂2小時，再在60℃溫度下干燥30分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為8小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2100℃，燒結時間為3小時，燒結產品經后續處理即得到鉬零部件。
實施例3將50％石蠟、25％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和10％的硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為52％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為150℃，注射壓力為100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂4小時，再在60℃溫度下干燥30分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為6小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2100℃，燒結時間為3小時，燒結產品經后續處理即得到鉬零部件。
實施例4將45％石蠟、25％高密度聚乙烯、25％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為52％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為150℃，注射壓力為110MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂4小時，再在40℃溫度下干燥30分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為6小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2100℃，燒結時間為3小時，燒結產品經后續處理即得到鉬零部件。
實施例5將40％石蠟、35％高密度聚乙烯、25％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為50％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為150℃，注射壓力為100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂2小時，再在30℃溫度下干燥60分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為8小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2200℃，燒結時間為2小時，燒結產品經后續處理即得到鉬零部件。
實施例6將65％石蠟、15％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為50％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為150℃，注射壓力為90MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂6小時，再在60℃溫度下干燥30分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為6小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2200℃，燒結時間為2小時，即得到鉬零部件。
實施例7將60％石蠟、20％高密度聚乙烯、15％聚丙烯和5％的硬脂酸混合均勻制得粘結劑，鉬粉末的體積比為48％，將鉬粉與粘結劑在SK-160型開放式煉膠機上混合后，再在PSJ32型混煉擠出機上制粒，使喂料進一步均勻，喂料在CJ80-E型注射機上注射成形，注射溫度為150℃，注射壓力為100MPa，所得的注射坯在三氯乙烯中萃取脫脂2小時，再在60℃溫度下干燥30分鐘后置于氣氛脫脂爐中進行熱脫脂，熱脫脂時間為6小時，將脫脂坯在1200℃的氫氣爐中進行預燒結1小時后，置于中頻感應爐中進行燒結，燒結溫度為2200℃，燒結時間為2小時，燒結產品經后續處理即得到鉬零部件。
權利要求
1.一種高尺寸精度異型鉬零部件的生產方法，其特征在于制備工藝為a.粘結劑的制備將石蠟、高密度聚乙烯、聚丙烯、硬脂酸按比例混合均勻得到粘結劑，其比例為石蠟30～70％，高密度聚乙烯15～35％，聚丙烯10～30％，硬脂酸1～10％，均為重量百分比；b.喂料的制備將步驟a得到的粘結劑與鉬粉末混合均勻制成喂料，喂料中鉬粉所占體積為45～60％；c.注射成形喂料在注射機上注射成形，注射溫度為120～170℃，注射壓力為80～140MPa；d.脫脂和預燒結注射坯采用溶劑脫脂加后續熱脫脂的脫脂工藝，首先在三氯乙烯中將注射坯溶劑脫脂2～12小時。熱脫脂和預燒結在20～1500℃間進行，共需要時間為8～20小時。e.燒結注射坯體脫脂和預燒結后，在燒結爐中1900～2300℃的溫度下燒結，保溫1～10小時，得到鉬零部件。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于喂料中鉬粉所占體積為48～56％。
全文摘要
本發明提供了一種高尺寸精度異型鉬零部件的方法，屬于注射成形技術領域。將重量百分比為30～70％石蠟、15～35％高密度聚乙烯、10～30％聚丙烯和1～10％硬脂酸混合均勻制得粘結劑，將鉬粉末與粘結劑混合成均勻的喂料，喂料中鉬粉的體積比為45～60％，喂料在注射機上注射成形，注射溫度為120～170℃，注射壓力為80～140Mpa。注射坯體脫脂和預燒結后，在燒結爐中1900～2300℃的溫度下燒結，保溫1～10小時，燒結產品經后續處理，得到鉬零部件。其優點在于材料利用率幾乎達100％，制備的鉬零部件的致密度大于95％，尺寸精度在±0.3％之內；且生產成本低。
文檔編號B22F3/10GK1686642SQ20051001168
公開日2005年10月26日 申請日期2005年5月8日 優先權日2005年5月8日
發明者曲選輝, 秦明禮, 何新波, 段柏華, 羅鐵鋼 申請人:北京科技大學