粉末冶金注射成形制备高强度不锈钢锁芯.pdf

第4卷第3期
材料研究与应用
Vo1,4,No.3
2010年9月
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION
Sept 2010
文章编号:1673-9981(2010)03-0216-03
粉末治金注射成形制备高强度不锈钢锁芯
陈强,罗错,蔡一湘
(广州有色金属研究院粉末治金研究所,广东广州510650)
摘要:用水雾化316L不锈钢粉,粉末填充量分别为54%和56%,以普通石蜡、低密度聚乙烯、聚丙烯
和硬脂酸为粘结剂,对锁芯零件进行注射成形.零件经高温烧结,1050℃氮化处理后,其密度、强度及尺
寸精度等指标均达到产品性能的要求
关键词:粉末冶金注射成形;不锈钢;烧结;氮化
中图分类号:TG142.71
文献标识码:A
不锈钢锁芯零件的结构复杂,传统的加工方法
表1316L粉末的成分与性质
不适用于批量生产.若采用精密铸造,虽能减少ー些 Table1 Chemical composition and characteristics of
加工量,但由于锁芯尺寸小,结构复杂,某些部分仍
316L powder
需借助于机被加工才能完成,也不适用于批量生产
元素含量u/%
粒度密度/(gcm3)
釆用粉末治金注射成形(MIM)工艺能较好地解决
Ni Mo C
松装摇实
上述问题.采用MIM制造的316L不锈钢制品,其172.7112.042.160.03513.32.53.2
气氛烧结密度可达理论密度的95%~99.5%,抗拉
强度大于500MPa,伸长率可达45%以上.而常
表2316L粉末的粒度及粒度分布
规的真空烧结,其性能是达不到上述指标的,尤其是Tebe2 The particle size and distribution of 3 16L powde
强度指标.因此,要通过特殊的渗氮强化处理,提
粒度/pm
粒度分布%
累计分布%
高成品的强度,以满足需要
60~50
100.0
实验过程
4.3
97.4
30
6.7
1.1原料
30~20
11.9
86.4
MIM工艺对原料粉末的成分、球形度、松装密
17.1
度、摇实密度以及粒度等参数均有要求.作为工业生
15~10
28.7
57.4
产我们选用邯郸埃斯尔公司生产的一38pm水雾化
10~8
316L不锈钢粉,其性能列于表1,粒度组成列于
6
表2
3.8
3.8
注:1)d.o=13.71pa
收稿日期:2010-01-05
作者简介;陈强(1956一),男,重庆人,高级工程师,学七,
万方数据
第4卷第3期
陈强、等:粉末治金注射成形制备高强度不锈钢锁芯
2模具设计
芯轴浇口流道为A-A方向.转动芯轴分模面为大
零件形状如图1所示
小台阶接合面
模具设计为一模二腔,一次注射成形二件.活动
40
活动芯轴
转动芯轴
图1锁芯零件图
Fig. 1 The parr of locking hart
1.3工艺流程
好地注形,这样就提高了混合料的利用率,减少废料
将所选用的316L粉末,分别以54%和56%两的产生在实际生产中,粉末的填充量越大,境结时
种填充量进行填充,用普通石蜡、低密度聚乙烯、聚零件的收缩率就越小,变形也就越小.因此,在注形
丙烯和硬脂酸组成粘结剂,在200℃下将粉末与粘工艺允许的前提下,应尽可能提高粉末的填充量.
结剂在捏合机中进行混炼.冷却后破碎制粒,进行注2.1.2对烧结尺寸的影响
射成形.零件先经庚烷溶剂脱脂,再在真空炉中同时
在同一温度下烧结时,填充量大,烧结成品的尺
进行热脱脂和烧结,在烧结温度下保温一段时间后寸会偏大.为保证零件的尺寸精度,应根据填充量适
随炉降温冷却,当温度到达设定值时,在炉中充人氮当调整烧结温度。填充量为54%时,烧结温度为
气,对零件进行氮化处理.在用户自制的扭矩测试仪1360C;填充量为56%时,烧结温度为1380~1390
上测定静扭矩.
℃。不同填充量零件的密度和尺寸精度列于表3
2结果与讨论
表3不同填充量的零件密度、硬度和尺寸精度
Table 3 The part density, harness, and dimensional accu
racy with different loading
2.1粉末填充量对零件成形的影响
瑱充址密度
尺寸精度/%
硬度
2.1,1对注形的影响
转动芯轴活动芯轴(HRB)
对新混的料而言,粉末的填充量对注形的影响
不大,但对二次料(即浇口破碎后的料)注形的影响
7.62
士0,300,28
较大.当填充量为56%时,在注形过程中会出现塑
7.71
士0.25士0.2370~72
化困难,填充闭合不完全、裂纹等问题。而采用
4%的粉末填充量,不但二次料而且三次料也能很
万方数据