一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品。其原料由粘结剂和氢化钛粉末组成，其特征在于：所述粘结剂占所述喂料产品总质量的10%～15%；所述粘结剂由固体石蜡、液体石蜡、聚丙烯、稀土、硬脂酸和乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物组成；所述粘结剂各组分的质量百分含量分别为固体石蜡30%～50%、液体石蜡10%～20%、聚丙烯35%～40%、稀土1%～5%、硬脂酸2%～10%和乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物1%～5%。本发明专利技术中的喂料产品注射成形过程中溶剂脱脂率高，所制备的脱脂坯缺陷少、保形性好、孔隙率适宜，且能保证终产品具有优异的组织与力学性能。

Feeding product for titanium hydride powder injection molding and preparation method thereof

The present invention relates to a feeding product for titanium hydride powder injection molding. The material is titanium hydride powder and binder composition, which is characterized in that the total mass of the binder for feeding products 10% ~ 15%; the binder by solid paraffin, liquid paraffin, polypropylene, rare earth, stearic acid and ethylene vinyl acetate copolymer composition; content of the binder component from 30% to 50% were solid paraffin, liquid paraffin 10% ~ 20%, 35% ~ 40%, PP 1% ~ 5%, rare earth stearate 2% ~ 10% and ethylene vinyl acetate copolymer from 1% to 5%. In the injection molding process of the feeding product of the invention, the solvent degreasing rate is high, the prepared skim blank has the advantages of less defects, good shape preservation, proper porosity, and the excellent mechanical and mechanical properties of the finished product.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属注射成形
，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。
技术介绍
钛粉末注射成形(Ti-MIM)技术，能够制造近净成形、复杂形状的钛零件，能克服钛产品机加工困难和加工余量大的问题，因此被广泛应用。使用价格低廉的氢化钛(TiH2)粉末作为注射成形的原料粉末，并且开发新型高效注射成形用的粘结剂体系是降低生产成本和提高产品性能的有效途径。目前，常规的氢化钛粉末注射成形用喂料产品，在注射成形过程中存在明显的不足：1、喂料产品组成中所选用的粘结剂相容性差，所得喂料在注射成形中加工流动性差，注射过程中存有气泡、飞边等缺陷。2、所制备的坯件溶剂脱脂率低，脱脂时间长、温度高，通常为在60℃～80℃下，脱脂10～24h，且脱脂坯缺陷多、保形性差。3、部分坯件虽然具有较高的脱脂率，但也正因为其脱脂率高，在使用中所得脱脂坯存在孔隙大、孔隙率高的缺陷，进而造成了脱脂坯密度和强度等性能较低，导致终产品性能不高。4、注射成形过程中晶粒容易长大，真空烧结后的烧结坯多有变形，且表面不光滑，有鼓泡，尺寸精度和表面精度不高，致使所制得终产品的密度等诸多性能有待进一步提高，例如，采用常规喂料产品经注射成形后所制得的钛产品，其相对密度(％)为97.95～98.96，硬度(HV)为380～388，屈服强度(MPa)为254～264，抗拉强度(MPa)为325～346，延伸率(％)为18～20。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品，该喂料产品注射成形过程中溶剂脱脂率高，所制备的脱脂坯缺陷少、保形性好、孔隙率适宜，且能保证终产品具有优异的组织与力学性能。本专利技术的另一目的在于提供上述氢化钛粉末注射成形用喂料产品的制备方法，该制备方法具有设备工艺及操作简单易行，易于工业化等诸多有点。本专利技术的第一目的具体是通过以下技术方案来实现的：一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品，其原料由粘结剂和氢化钛粉末组成，其特征在于：所述粘结剂占所述喂料产品总质量的10％～15％；所述粘结剂由固体石蜡(PW)、液体石蜡(LPW)、聚丙烯(PP)、稀土(Re)、硬脂酸(SA)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)组成；所述粘结剂各组分的质量百分含量分别为PW30％～50％、LPW10％～20％、PP35％～40％、Re1％～5％、SA2％～10％、EVA1％～5％。作为进一步明确，上述稀土由CeH2、LaH2、NdH2、YH2、CeB6、LaB6、NdB2、YB6中的任意一种或几种组成。作为进一步优化，上述稀土由CeH2、LaH2、NdH2、YH2中的任意一种或几种，与CeB6、LaB6、NdB2、YB6中的任意一种或几种混合组成，且稀土硼化物的添加总量小于等于粘结剂总质量的0.15％。通过进一步限定稀土组成中稀土硼化物的添加总量，在保证了注射成形钛具有优异的组织和力学性能的同时，又避免了导致其致密度降低。作为进一步优化，上述氢化钛粉末的平均粒度为9～11μm。作为进一步明确，上述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的醋酸乙烯的质量含量为20％。本专利技术的另一目的通过以下技术方案来实现的：上述氢化钛粉末注射成形用喂料产品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：分别称取粘结剂的各组分、氢化钛粉末，之后将其混合均匀，放入预热好的密炼机中在175℃～190℃下，混炼2h～4h，后将混炼好的熔融状态的喂料取出，冷却后在破碎机中破碎，再通过制粒机制粒，最后放入真空干燥箱保存或抽真空包装保存，即制得氢化钛粉末注射成形用喂料产品。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品，该喂料产品组成中所选用的粘结剂各组分相容性好，所得喂料产品流变性能佳，注射过程中无气泡、飞边等缺陷；所制备的坯件在正庚烷中脱脂，于40～60℃下脱脂4～5小时，即可脱除99％以上的可溶性粘接剂-PW、LPW、SA，且脱脂坯缺陷少、保形性好，脱脂坯密度和强度等性能较高，进而提高了注射成形钛的烧结致密度，烧结坯的孔隙平均尺寸均小于10μm，孔隙率仅为0.2％～0.6％，避免了晶粒长大，改善了钛的组织与力学性能(终产品的相对密度(％)为99.46～99.53，硬度(HV)为398～400，屈服强度(MPa)为498～502，抗拉强度(MPa)为649～667，延伸率(％)为28～30)，使得真空烧结后的烧结坯不变形，表面光滑、无鼓泡，具有较高的尺寸精度和表面精度。此外，本专利技术提供的上述制备方法，具有设备工艺及操作简单易行，易于工业化等诸多有点。附图说明图1为本专利技术实施例1中应用所得喂料产品，经注射成形、脱脂后所得的脱脂坯断口的SEM图谱。图2为本专利技术实施例1中应用所得喂料产品制备所得的终产品即金属钛产品断口处的SEM图谱。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述
技术实现思路
对本专利技术作出一些非本质的改进和调整。实施例1一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品，其原料由粘结剂和平均粒度为9～11μm的氢化钛粉末组成，其中，粘结剂占喂料产品总质量的14％；粘结剂由固体石蜡(PW)、液体石蜡(LPW)、聚丙烯(PP)、稀土(Re)、硬脂酸(SA)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)组成，这些原料都采用常规市售产品，其中，固体石蜡为上海华灵康复机械厂生产的切片石蜡，它由高纯度石蜡和微晶蜡制作而成；液体石蜡是成都科龙化工试剂厂生产的，聚丙烯是中国石油化工有限公司生产的优品级，稀土是广州瓮江试剂有限公司生产的，硬脂酸是成都科龙化工试剂厂生产的，含量大于99.0％，EVA产自美国杜邦，且乙酸乙烯的质量含量为20％；粘结剂中各组分的质量百分含量分别为PW35％、LPW15％、PP38％、Re4％、SA6％、EVA2％；稀土由CeH2、LaH2、NdH2和YH2按照质量比为1:1:1:1的比例组成。本例中所述氢化钛粉末注射成形用喂料产品的制备方法，包括以下步骤：分别称取粘结剂的各组分、氢化钛粉末，之后将其混合均匀，放入预热好的密炼机中在185℃下，混炼3h，后将混炼好的熔融状态的喂料取出，冷却后在破碎机中破碎，再通过制粒机制粒，最后抽真空包装保存，即制得氢化钛粉末注射成形用喂料产品。此外，在应用本例中所得喂料产品注射成形制备钛产品过程中，先将喂料产品加入注射成形机内，于注射温度为160～190℃，注射压力为60～127MPa，模温为112～125℃条件下注射成形，制备出坯件；再将坯件置于正庚烷中脱脂，脱脂温度为40～60℃，脱脂时间为4～5h，得到脱脂坯；后将脱脂坯置于低压烧结炉内进行烧结，烧结温度1200～1350℃，保温120～240min，即得到金属钛产品。根据附图1和2可知，脱脂坯颗粒之间形成了大量孔隙，其孔隙率为20～30vol％，这既使得后续烧结过程顺利打开表面开孔和内部连通孔道，缩短了后续烧结时间，又保证了脱脂坯具有适宜的强度，提高了终产品内部致密，使得烧结坯的孔隙平均尺寸均小于10μm，孔隙率仅为0.2％～0.6％，且颗粒大小均匀。经检测本例中所制得的钛产品，其相对密度(％)为99.46，硬度(HV)为398，屈服强度(MPa)为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品，其原料由粘结剂和氢化钛粉末组成，其特征在于：所述粘结剂占所述喂料产品总质量的10％～15％；所述粘结剂由固体石蜡、液体石蜡、聚丙烯、稀土、硬脂酸和乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物组成；所述粘结剂各组分的质量百分含量分别为固体石蜡30％～50％、液体石蜡10％～20％、聚丙烯35％～40％、稀土1％～5％、硬脂酸2％～10％和乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物1％～5％。

【技术特征摘要】
1.一种氢化钛粉末注射成形用喂料产品，其原料由粘结剂和氢化钛粉末组成，其特征在于：所述粘结剂占所述喂料产品总质量的10％～15％；所述粘结剂由固体石蜡、液体石蜡、聚丙烯、稀土、硬脂酸和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物组成；所述粘结剂各组分的质量百分含量分别为固体石蜡30％～50％、液体石蜡10％～20％、聚丙烯35％～40％、稀土1％～5％、硬脂酸2％～10％和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1％～5％。2.如权利要求1所述氢化钛粉末注射成形用喂料产品，其特征在于：所述稀土由CeH2、LaH2、NdH2、YH2、CeB6、LaB6、NdB2、YB6中的任意一种或几种组成。3.如权利要求1或2所述氢化钛粉末注射成形用喂料产品，其特征在于：所述稀土由CeH2、LaH2、NdH2、YH2中的任意一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧，敬小龙，曹仕秀，姜中涛，邓莹，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50