[发明专利]一种钛及钛合金注射成形的喂料产品及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于钛及钛合金注射成形的喂料产品。所述产品的原料由含钛粉末和粘结剂组成，所述含钛粉末占所述喂料产品总体积的55％～60％；所述粘结剂占所述喂料产品总体积的40％～45％；所述粘结剂由PEG、PMMA、PVB、EVA、PW和SA组成；所述粘结剂各组分的质量百分含量分别为PEG 50％～70％、PMMA 5％～10％、PVB 15％～25％、EVA 1％～5％、PW 1％～5％、SA 1％～5％。本发明中的喂料产品注射成形过程中喂料流动性好，强度高，溶剂脱脂率高，所得到的烧结坯缺陷少，保形好，孔隙度低，强度高，且保证最终产品具有优异的组织和力学性能。

技术领域

本发明涉及钛合金注射成形技术领域，尤其涉及一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品及其制备方法。

背景技术

钛及钛合金有密度低、比强度高、耐蚀、生物相容性好、无磁等一系列的优点，在航空航天、核能化工等领域有着广泛用途，是一种应用广泛的重要金属材料。

钛及钛合金加工难度大，加工成本高，导致最终产品的应用受限。钛及钛合金注射成形技术具有近净成形的特点，对尺寸较小且精密的零部件能够大批量工业生产。钛及钛合金的注射成形产品能够得到性能优异的结构替代产品，可以运用在航空航天和生物医用，能满足轻量化和尺寸要求。然而，钛及钛合金注射成形对粉末有较高要求，需要较细的氧含量低的预合金粉末，因此对粉末要求严格，成本高昂。钛及钛合金注射成形的粘结剂配方相对于其他金属注射成形技术，成品烧结后的收缩比例大，控制难度大。粘结剂的选择要求成团性好，脱脂方便，粉末占比较高控制收缩比例，降低粉末成本，提高性能。现有阶段选择的粘结剂是由主要成分石蜡(PW)加上骨干成分聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等进行配比，得到蜡基粘结剂，其粘结剂的成团性较好，粘性较大，但是脱脂复杂，需要用到溶剂脱脂，对环境有一定污染。

本发明利用了成本低廉、制备简单的TiH₂粉，相比之前预合金粉末钛合金注射成形技术降低了成本，原料获取简单，对钛合金注射成形的进一步发展奠定基础。另外，通过水溶性粘结剂的使用和配方开发，提高注射成形的产品性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种钛及钛合金注射成形的喂料配方。

本发明涉及一种钛及钛合金注射成形的喂料配方。其原料由含钛粉末和粘结剂组成，所述含钛粉末占所述喂料产品总体积的55％～60％；所述粘结剂占所述喂料产品总体积的40％～45％；所述粘结剂由聚乙二醇(PEG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、石蜡(PW)和硬脂酸(SA)组成；所述粘结剂各组分的质量百分含量分别为聚乙二醇50％～70％、聚甲基丙烯酸甲酯5％～10％、聚乙烯醇缩丁醛15％～25％、乙烯-醋酸乙烯共聚物1％～5％、石蜡1％～5％、硬脂酸1％～5％。

本发明一种钛及钛合金注射成形的喂料配方；所述含钛粉末的化学成分可以是氢化钛粉，氢化脱氢钛粉，含钛合金粉，海绵钛粉。

本发明一种钛及钛合金注射成形的喂料配方；所述氢化钛粉末化学成分为氢含量3％；所述含钛粉末的是氧氮碳总和含量＜0.1％的含氢钛粉，粒度范围D50:30～35μm。

本发明一种钛及钛合金注射成形的喂料配方；所述粘结剂中的聚乙二醇(PEG)由分子量10000和分子量4000两种按比例配合组成，其比例为5:2，且总量占粘结剂总质量的60％～70％。

本发明一种钛及钛合金注射成形的喂料配方；所述注射产品可以是纯钛、Ti6Al4V、Ti6Al7Nb等钛合金。

本发明一种钛及钛合金注射成形的喂料配方；所述粘结剂分为高熔点和低熔点两部分，高熔点部分包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)；低熔点部分包括聚乙二醇(PEG)、石蜡(PW)和硬脂酸(SA)，且高熔点与低熔点比例为2.5:7.5～3:7。