[发明专利]一种注塑用透气钢及制备方法

说明书

本发明提供一种透气钢，由1～5wt％的Cu、0.2～0.4wt％的C、12～15wt％的Cr、0.5～1wt％的Mo、0.3～0.5wt％的V、以及余量Fe组成。本发明还提供一种上述透气钢的制备方法，步骤包括：将含有C、Cr、Mo和V的铁基预合金粉末进行球磨，获得改性预合金粉末；将雾化球形Cu粉末和水基粘结剂与改性预合金粉末混合、再制粒、干燥；将制粒好的粉末装入模具中进行压制，压制好的生坯置于烧结炉中进行烧结。本发明制备的透气钢不仅通过量高，而且力学性能优异且孔径范围狭窄可控，耐腐蚀性能优异等优点。

技术领域：

本发明涉及一种注塑模具用高通量透气钢及其制备方法。

技术背景：

透气钢是一种由细颗粒圆球粉末不锈钢经高温烧结而成，内部各个方向均匀布满微小排气孔，常用于注塑模具排气。

在注塑过程中，高压塑料熔体被射入模腔中，如果模腔中的气体无法排出或排出不及时，容易出现各种注塑缺陷和产生不良影响，比如：1)造成塑料熔体不能充满型腔；2)高压气体渗入塑料内部，造成气孔、空洞，组织疏松等质量缺陷。3)气体压缩升温，导致熔体分解、烧灼，局部碳化和烧焦现象。4)使进入各型腔的熔体速度不同，因此易形成流动痕和熔合痕，并使注塑件的力学性能降低。5)使充模速度降低，降低生产效率、增加能耗。采用透气钢作为模具排气镶件，可以使气体快速排出，不仅注塑品质提升还解决能耗问题。

注塑是一种高压、高速和精密成型过程，透气钢应用于注塑模具需满足以下几点要求：1)模具用透气钢厚度往往超过8mm厚，厚度引起的沿程阻力增大导致通量不足，要求通过量足够高保证及时排除气体；2)孔径尺寸小且可控，不能高于塑料的溢流值，比如注塑成型聚乙烯时孔径要求透气钢孔径低于20μm，部分塑料可适度提高至100μm；3)能承受住高达150MPa的注塑压力，因此其疲劳强度应高于150MPa，静态拉伸性能应不低于450MPa。4)具有一定的抗腐蚀能力，能耐大气腐蚀和有机酸气体腐蚀。而目前金属多孔材料多用于过滤行业，但其抗拉强度不高于150MPa，且厚度一般为2mm左右，因此有必要开发一种适用于注塑模具的高通量、小孔径、力学性能优异的透气钢材料。

透气钢作为一种结构功能一体化的烧结金属粉末多孔材料，其通过量与力学性能和孔径尺寸是相互制约的关系，一般来讲孔径越小、力学性能越优异，其通过量越低。

发明内容：

本发明首先要解决的技术问题是提供一种高通过量透气钢，并且力学性能优异、孔径范围狭窄可控、耐腐蚀性能优异。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种注塑用透气钢采用粉末冶金工艺制备，其成分由1-5wt％的Cu、0.2-0.4wt％的C、12-15wt％的Cr、0.5-1wt％的Mo、0.3-0.5wt％的V、余量为Fe组成；

其中，Cu以雾化球形粉末加入，粉末粒径为10-20μm，其它元素以预合金粉末加入。

该透气钢的孔径为10-100μm，通过量大于1L/cm2·min·bar，抗拉强度大于450Mpa，微观维氏硬度大于500HV。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种注塑用透气钢的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)粉末改性：将含有0.2-0.4wt％的C、12-15wt％的Cr、0.5-1wt％的Mo、0.3-0.5wt％的V铁基预合金粉末进行球磨，获得改性预合金粉末，球磨后粉末粒径应在60～150μm之间；

3)混粉：称取按步骤1)中配比的1-5wt％的雾化球形Cu粉末，与步骤1)中的预合金粉末混匀；

4)制粒：混粉后的粉末按照质量比1:10-13.5加入水基粘结剂，35-48℃下搅拌20-40min，后进行制粒；

5)干燥：粉末制粒后置于20％以上的真空状态并通入40-45℃的温热风进行吹风干燥，干燥2小时以上；