[发明专利]制造耐热组件的方法

说明书

相关申请的交叉引证

本申请要求于2015年12月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0187154号的权益，其全部公开内容通过引证结合于此。

技术领域

本发明涉及使用颗粒制造耐热组件的方法。

背景技术

近来，对具有优异的尺寸精度和机械性能的工业部件的需求一直在增加。

这种工业部件可以使用粉末冶金技术、金属粉末注射成型技术等制造。粉末冶金是通过压缩成型金属粉末然后烧结金属粉末来制造具有预定形状的成型金属体的技术。

图1示出粉末冶金方法。参考图1，粉末冶金方法可以包括成型步骤、烧结步骤及切割步骤。

例如，粉末冶金方法可以包括：成型步骤S1，其中，金属粉末与作为结合剂的粘合剂混合，然后将合成的混合物进行压缩以制成铸锭，然后通过切割或压制过程将产品制造成设计的形状；烧结步骤S2，其中，已经经历成型步骤S1的产品在烧结炉中加热；以及切割步骤S3，其中，已经经历烧结步骤S2的产品被研磨或切割成设计尺寸。

因为在粉末冶金方法中使用粒径为50μm至200μm的粗粉末，因此难以确保机械特性，即，密度、强度、硬度等，因此不能将所制造的产品应用于汽车涡轮增压器等。

在成型步骤中，当将金属粉末馈送到模具中并压缩时，可以通过增加抗压强度来提高机械性能。然而，在该情况下，因为模具可能被损坏，所以在增加抗压强度方面存在限制。因此，存在需要进行诸如锻造或热处理的后续过程的缺点。

另外，在粉末冶金方法中，为了确保成型性并且生产均匀的产品，应该使用粒径为50μm至200μm的粗粉末。然而，该尺寸的粉末在成型过程中在成型体中形成大孔。这种大孔可以降低成型体的密度。

同时，金属粉末注射成型技术使用尺寸仅5μm至10μm的微金属粒子。当进行粉末冶金方法时，已经尝试应用用于在金属粉末注射成型中使用的微金属粒子。然而，当应用具有该尺寸的微金属粒子时，由于粒子之间的内聚力，粒子不紧密地填充在模具中，因此在成型过程中出现不均匀密度的问题。另外，由于不均匀填充量，所以产品的均匀性劣化。

此外，因为粉末细度与塑性变形的难度成比例，所以细粉末出于大量应力下，这是在热处理期间可能导致破裂的因素。此外，具有小于模具之间的公差的尺寸的细粉末导致模具损坏，因此该细粉末在应用于粉末冶金中具有许多问题。

图2示出了金属粉末注射成型方法。参考图2，金属粉末注射成型方法可以包括捏合步骤S100、注射成型步骤S200、脱脂步骤S300、烧结步骤S400以及切割步骤S500。

更具体地，金属粉末注射成型方法可以包括：混合步骤，其中，将金属粉末和作为结合剂的粘合剂在混合器中混合；注射成型步骤，其中，已经经历混合步骤的混合物被注入注射成型机并且然后受到压缩成型以制造具有设计形状的产品；脱脂步骤，其中，在脱脂炉中加热已经经历注射成型步骤的产品以去除粘合剂；烧结步骤，其中，在烧结炉中加热已经经历脱脂步骤的产品；以及切割步骤，其中，已经经历烧结步骤的产品被研磨或切割成设计尺寸。

脱脂步骤提供为确保金属粉末在注射成型机内的流动性。另外，因为粘合剂(例如蜡、聚合物等)基于在惰性环境下的热处理而可以作为碳保留，所以应该通过脱脂步骤去除粘合剂。

另外，当进行金属粉末注射成型方法时，在脱脂步骤中存在从室温加热12小时至60小时到1000℃的繁琐的流程。这导致生产率降低和燃料成本增加，因此，生产成本增加。在韩国专利第1202462号中已公开这种包括脱脂步骤的制造耐热组件的方法。

另外，虽然粉末冶金方法中的线性收缩是1％至5％，金属粉末注射成型方法中的线性收缩是12％至22％。因此，金属粉末注射成型方法显示出相当大的线性收缩，并且具有难以三维控制线性收缩的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了使用颗粒制造耐热组件的方法。

在本发明的实施方式中，制造耐热组件的方法包括：通过将包含金属粉末和浆料材料的混合物喷射到装配有圆盘的壳体中并旋转圆盘来制备颗粒的步骤；通过压缩成型颗粒来制备成型体的步骤；通过在1000℃至1600℃的温度下烧结成型体来制备烧结体的步骤；以及通过切割烧结体来调节尺寸的步骤，其中，壳体被密封并且将70℃至200℃的热空气供给到壳体中。