[发明专利]一种注射成形用不锈钢基喂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种注射成形用不锈钢基喂料及其制备方法。

背景技术

注射成形工艺所用喂料是决定粉末冶金零件制备成本、决定注射成形后续脱脂、烧结等工序工艺参数及最终产品质量及稳定性的重要因素。由于粉末冶金制品对质量及稳定性要求极为严格，包括长、宽、高、厚度、角度、幅度、直径、孔径、孔间距离等尺寸公差精度往往要求控制在±0.03mm或是0.5°之内，甚至对硬度、强度等指标也有较高的要求。而采用注射成形工艺生产的零件产品往往具有几何形状复杂的特点，在生产过程中喂料经历储料、升温熔融、合模、注射、开模、顶出、脱脂、烧结等多个工序，而每一道工序又包含众多工艺参数。因此，喂料性能及稳定性成为注射成形工艺参数调整、决定最终产品质量及稳定性最重要依据之一。喂料流动性、混合均匀性及质量稳定性不佳，在加热、注射时会造成金属粉末和塑基组分分离、多聚或是少聚，流动性过好或是不足均会造成注射生坯形成孔洞、不饱满、断层、流纹等外观缺陷以及尺寸、密度等指标不稳定，且会引起参数调整与注射坯质量的矛盾；也会因喂料质量稳定性、收缩率不均匀引起注射坯模具开发精度、烧结控制难度增加等从而引起开模周期增加、生产费用、停机率增加甚至导致最终产品精度、质量偏差。依据喂料中不锈钢粉、粘结剂、骨架剂和增塑剂之间的相互结合、搭配、作用原理，使用成分稳定、易得的原料大批量稳定生产和供应喂料，在不改变现有基本设备的情况下，提升注射成形用不锈钢基喂料流动性能、收缩率等质量及稳定性指标水平，不仅利于包括注射成形用模具开发流程及工艺参数的稳定化、模块化，也利于大幅度降低注射成形用喂料、最终产品成本及改善产品性能。

目前，就粉末冶金技术领域注射成形工艺所用喂料而言，使用国外如德国巴斯夫等进口喂料虽然质量及稳定性均好，但因其过于高昂的价格使注射成形产品丧失经济性；使用市面上流通的国产喂料存在价格较高、多种配方、组成成分不一、供应周期长、批次质量不稳定等问题。此外，由于在工艺流程中采用注射成形工艺生产的终端产品具有不可恢复性特点限制，常因上述问题增加了工艺的复杂性和成本，易于发生产品质量、批次稳定性差异导致不良品率上升、成本上升，也为进一步推广注射成形工艺、扩大稳定生产造成障碍。

另外，注射成形工艺由于其通过挤压喂料直接成形几何形状复杂、高难度形状制造小型精密零部件，几乎能100%利用材料，并且具有生产自动化程度高、无污染、可实现连续大批量清洁生产等优势，因而相比较于传统机械加工工艺而言，具有很强的市场竞争优势，近年来得到高速发展。注射成形用喂料性能及稳定性作为注射成形工艺参数调整、决定最终产品质量及稳定性最重要依据之一，其技术内容涉及金属粉末和塑基、腊基多组分高分子添加物。因此，需要解决金属粉末、塑基、腊基原料品种类繁多及质量、价格相差大因而存在的注射成形用喂料质量、稳定性及价格问题。如何应用易得、价低原料，并对各组分进行界定和规范，以稳定对一类应用注射成形工艺生产不锈钢基产品在工艺参数、模具开发等的系统流程化、模块化，并形成规范统一的标准。研究粉末冶金技术领域注射成形工艺用喂料是目前降低用料成本、提升产品质量及稳定性水平的重点。

发明内容

针对现有国内外粉末冶金领域注射成形用喂料存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种原料易得、价格低廉，能够有效改善不锈钢基零件在注射成形时的流动性和稳定性，并减少注射生坯外观缺陷，保持注射生坯具有稳定收缩率，可以大幅度降低注射成形产品制造成本、提升产品性能的不锈钢基喂料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种注射成形用不锈钢基喂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤A：按照重量百分含量准备如下组分：水-气联合雾化不锈钢粉90.0~94.6%、聚甲醛5.0~8.0%、高密度聚乙烯0.2~1.0%、乙烯-醋酸乙烯共聚物0.0~0.5%、石蜡0.2~0.5%、硬脂酸0.0~0.2%、增塑剂0.0~0.2%，总计100%；

步骤B：在启动密炼装置的电源后，将步骤A准备的水-气联合雾化不锈钢粉和石蜡加入密炼装置的混炼仓中，之后进行升温；

步骤C：当步骤B混炼仓中温度升至190~220℃后保持温度，采用同时正转搅拌螺杆和反转挤出螺杆进行搅拌，搅拌25~35min以使得水-气联合雾化不锈钢粉和熔化的石蜡混合均匀；