[发明专利]超细晶硬质合金数控铣刀的注射成型方法及模具

说明书

本发明公开一种超细晶硬质合金数控铣刀的注射成型方法，该注射成型方法包括球磨、混炼、制粒、注射成型、脱脂和烧结，其中注射成型中采用的模具具有多个入料口。此外，本发明还提出一种超细晶硬质合金数控铣刀的注射成型模具。本发明提高了数控铣刀的强度和密度的均匀性，减少了注射毛坯体刀尖掉缺、熔接痕、应力集中和填充不足等缺陷。

技术领域

本发明涉及硬质合金制备技术领域，具体涉及一种超细晶硬质合金数控铣刀的注射成型方法及模具。

背景技术

超细晶硬质合金是由粒度小于0.5um的难熔金属的硬质化合物如碳化钨等，与黏结相金属如钴，通过粉末冶金工艺制备而成的一种合金材料，同时具有高强度、高硬度，及高耐磨、韧性较好、耐热等优良的性能，被广泛应用于数控铣刀的制备，在汽车制造、精密模具加工、微电子、军工等领域扮演着重要的角色。

但是，超细硬质合金中的硬质化合物粉末的粒径较小(一般在0.5um以下)、形状不规则、振实密度低(只有理论密度的30％-40％)等特征，使用传统硬质合金粘结剂制备的喂料存在粉末装载量低、流变性差、粉末和粘结剂易分离等缺陷。因此，采用传统的硬质合金注射成型粘结剂和工艺，制备超细硬质合金数控铣刀时，容易导致注射毛坯密度不均匀、夹心、气孔、刀尖掉缺。而且粘结剂在喂料中的比例较高，产品脱脂烧结后收缩较大，容易导致产品的精度低、缩水过大、烧结坯体不致密。同时由于数控铣刀中心孔的直径较大，且中心孔周围侧壁的尺寸有较大差异，产品在烧结后存在缩水不均匀、变形的情况发生。因此，超细硬质合金数控铣刀注射成型过程中粘结剂的配制和工艺的控制对产品的性能、使用寿命等具有较大的影响。同时，现有的注射成型进料方式一般采用从数控铣刀的侧面入料，成型时方便快捷具有较高的效率。但是，超细硬质合金数控铣刀具有一个较大的中心孔，如果采用侧面进料，在注射过程中熔融料通过入料口后会分成两股液流，然后在入料口对面的位置附近汇合，容易在汇合处位置产生熔接痕。同时，由于入料口的位置与数控铣刀刀尖之间的距离不一致，容易造成数控铣刀各个部位强度不一致的问题，影响产品的使用性能和寿命。而且，数控铣刀的侧面均含有曲面结构,从侧面进料对数控铣刀的曲面结构造成损害，影响刀的装配和使用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超细晶硬质合金数控铣刀的注射成型方法，旨在解决数控铣刀注射毛坯密度不均匀、夹心、气孔、刀尖掉缺、缩水不均匀、变形等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种超细晶硬质合金数控铣刀的注射成型方法，该注射成型方法包括如下步骤：

球磨：将预设重量的金属粉末和无水乙醇加入球磨罐，且将球磨完成后的所述金属粉末过筛、干燥以及再过筛封装；

混炼：将所述金属粉末加入混炼桶预热至第一温度后，向所述混炼桶内加入粘接剂并搅拌以形成原料混合物，待所述原料混合物升温至第二温度后出料，并对所述原料混合物进行破碎处理；

制粒：将所述原料混合物加入挤出机中并制成预设大小的喂料；

注射成型：将所述喂料加入注射机中以在模具中形成注射毛坯，且所述模具上具有多个入料口；

脱脂：首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；

烧结：在烧结炉中加压烧结，获得致密化数控铣刀。

优选地，所述粘接剂由工业石蜡、微晶蜡、巴西棕榈蜡、高密度聚乙烯、乙烯～醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合组成，各组份重量百分比如下：工业石蜡30～50％、微晶蜡10～30％、巴西棕榈蜡10～20％、高密度聚乙烯10～20％、乙烯～醋酸乙烯酯共聚物1～10％和硬脂酸1～10％。

优选地，所述金属粉末和粘结剂的重量百分比如下：所述金属粉末94％～96.5％，所述粘结剂3.5％～6％。

优选地，所述无水乙醇与金属粉末的固液比为400～800ml/kg，所述球磨机的研磨体与金属粉末的重量比为(5～10):1。