[发明专利]一种金属钛产品的注射成形方法

说明书

本发明涉及一种金属钛产品的注射成形方法。它包括以下步骤：（1）原料配制；（2）喂料产品的制备；（3）注射成形。本发明具有设备工艺及操作简单易行，高效快捷、成本低廉，易于工业化等诸多优点。

技术领域

本发明涉及金属注射成形技术，尤其涉及一种金属钛产品的注射成形方法。

背景技术

钛及其合金具有低密度、高比强度、高耐腐蚀性、良好的生物兼容性等优点，在化工、生物医疗、汽车等领域有着广泛的应用。但由于钛及其合金熔点高、高温下化学性质活泼、硬度较高等特点，在工业上一直被认为是难加工的材料。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。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，常规的金属钛产品的注射成形方法，在应用中存在明显的不足：1、所选用的粘结剂相容性差，在注射成形过程中物料加工流动性差，注射过程中存有气泡、飞边等缺陷。2、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，在使用中经注射成形、脱脂后所得的脱脂坯存在孔隙大、孔隙率高的缺陷，造成脱脂坯密度和强度等性能较低，进而导致终产品性能不高。4、注射成形过程中容易使得晶粒长大，真空烧结后的烧结坯多有变形，其表面不光滑，有鼓泡，尺寸精度和表面精度不高，所得产品的密度等诸多性能有待进一步提高，例如，采用常规注射成形方法所制得的金属钛产品，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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属钛产品的注射成形方法，该注射成形方法具有设备工艺及操作简单易行，高效快捷、成本低廉等诸多有点，能制得组织 与力学性能优异的金属钛产品。

本发明的目的具体是通过以下技术方案来实现的：

一种金属钛产品的注射成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料配制

所述原料由氢化钛粉末和粘结剂组成，且粘结剂占原料总质量的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)，按照各组分的质量百分含量分别为PW 30％～50％、LPW 10％～20％、PP 35％～40％、Re 1％～5％、SA 2％～10％、EVA 1％～5％的用量称取配置；

(2)喂料产品的制备

将原料混合均匀，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，即制得喂料产品；

(3)注射成形

将上述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。

作为进一步优化，上述氢化钛粉末的平均粒度为9～11μm。