[发明专利]基于粉末注射成型工艺制造回转类零件的烧结工具及方法

说明书

本发明公开了一种基于粉末注射成型工艺制造回转类零件的烧结工具及方法，将原料粉末注射成型回转类零件的基体模块，制得零件生胚；将若干个水平约束块围绕零件生胚的周围圆周阵布置，通过楔形块动力机构向上行程调整楔形块高度，使水平约束块与零件生胚表面接触并保持夹紧状态，将压杆机构和顶杆机构分别从上下两侧夹持零件生胚，形成包含零件生胚的烧结夹具；将包含零件生胚的烧结夹具放置在烧结炉膛内，驱动压杆机构和顶杆机构转动，带动零件生胚旋转，升温，脱脂，烧结，得到成品。本发明可以在烧结过程中提供内外表面的约束力，且可以根据烧结温度和变形进行压力调整，方便控制零件的几何尺寸精度，受热充分均匀，实现烧结和整形同步进行。

技术领域

本发明属于粉末注射成型技术领域，尤其是涉及一种回转类零件的制造工艺。

背景技术

粉末注射成型工艺是一种利用金属或陶瓷粉末烧结零件的方法。其过程主要包括：金属或陶瓷粉末与粘结剂混炼、注射剂射出成型、脱脂、烧结，后处理(包括机加工、电镀或热处理等)等。一般而言，该工艺适用于形状复杂、生成数量较大且体积较小的零件，可加工的零件尺寸一般小于一个乒乓球大小。由于采用注射成型，生成的生坯密度低，烧结后的成品密度高，烧结后的成品的线收缩率一般在10-20％之间，对于大型尺寸的零件，零件尺寸公差过大，同时由于重力的影响，零件内部会应为“缺乏支撑”而产生下垂，导致烧结变形不均匀，成品外观很难达到要求，这些都限制了注射成型工艺加工制造大尺寸回转类零件。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于粉末注射成型工艺制造回转类零件的烧结工具，可以适用于制造较大几何尺寸的回转类零件，且方便在烧结工程中保持对零件内外表面的压力约束。

本发明的另一目的是提供过一种基于粉末注射成型工艺制造回转类零件的方法，可以方便的烧结成型较大尺寸的回转类零件，加工的零件在具备形状和结构的设计功能之外，还可以兼具工艺品的属性。

本发明的技术解决方案是：一种基于粉末注射成型工艺制造回转类零件的烧结工具，包括容置零件生坯的烧结炉腔，在所述零件生坯周边设有若干个用于限制零件生坯水平移位的水平约束块、若干个用于夹持水平约束块的楔形块、设置在所述零件生坯上方的压杆机构以及设置在所述零件生坯下方的顶杆机构，其中楔形块对应设置在水平约束块的底部，在楔形块底部设有驱动楔形块上下运动的楔形块动力机构，压杆机构和顶杆机构可上下移动并转动。

通过水平约束块将零件生坯水平夹持住，通过压杆机构和顶杆机构将零件生坯上下夹持住，通过楔形块动力机构上下行程调节楔形块的高度，从而调节对水平约束块的水平夹持力，进而保持对零件生坯表面的支撑和夹紧力，压杆机构和顶杆机构分别从垂直方向上将零件生坯夹持住，通过调整压杆机构和顶杆机构的行程调节垂直方向上的夹紧力，这样，整个零件生坯的水平方向和垂直方向均被夹持和支撑，在烧结的整个过程中均有效的提供内外表面的压力约束，可以对零件成品的几何尺寸精度进行准确控制，适合制造较大尺寸的回转类零件。

每个所述楔形块的顶部设有斜面，每个所述水平约束块为类倒梯形结构，其内侧面为与所述零件生坯外表面相配合的弧形面，外侧面设有与所述楔形块顶部斜面配合的反斜面。通过斜面和反斜面的配合，有效的将楔形块上下运动转换为水平的约束力，弧形面可以有效配合零件生坯的外表面，提供持久的夹紧力，也方便在烧结过程中对零件生坯外表面进行整形处理。

相邻两个所述水平约束块之间设有间隙。可以保证被夹持的零件表面受热充分均匀，又可以方便在烧结过程中通过约束块对零件表面进行整形。

本发明的另一个技术解决方案是：一种基于粉末注射成型工艺制造回转类零件的烧结方法，包括以下步骤：

①、将原料粉末注射成型回转类零件的基体模块，制得零件生坯；