[发明专利]一种MoFeB金属陶瓷螺纹元件的制备方法

说明书

本发明公开了一种MoFeB金属陶瓷螺纹元件的制备方法，包括以下步骤：将中碳合金调质钢机械加工成空心圆棒；制备Mo‑Fe‑B金属混合粉末；制备金属模具；将空心圆棒置于金属模具内，将Mo‑Fe‑B金属混合粉末罐装于外模、芯模和下模之间空间内；将罐装有粉末的金属模具放入压力机设备压室，进行静压成型，然后脱模，形成复合成型体；将复合成型体进行真空烧结，形成内部为钢芯、外层为MoFeB金属陶瓷的复合空心圆棒；对复合空心圆棒进行机械加工，形成内部带花键、外部呈螺纹的挤塑机用螺纹元件。本发明制备的MoFeB金属陶瓷螺纹元件同时具有超高的耐腐蚀性能和耐磨损性能，可以广泛应用于无卤增强塑料的混炼、挤塑螺杆。

技术领域

本发明属于金属陶瓷螺杆复合材料加工制造、应用领域，具体涉及金属陶瓷复合螺杆制造和MoFeB陶瓷材料制造技术。

背景技术

挤出机螺杆是挤塑机最关键机械零件，承担对塑料的混炼、搅拌和挤出等功能。一般由带花键的芯轴和螺纹元件组成，使用过程中芯轴传动动力，带动螺纹元件在机筒内旋转，完成对塑料的熔化、传输和射出过程。随着塑料对阻燃、高强度的要求愈来愈高，无卤塑料、纤维增强塑料、金属粉末增强塑料的出现，对螺纹元件的腐蚀和磨损逐渐加剧，传统的氮化螺杆、高速钢螺杆、粉末不锈钢螺杆、硬质合金涂层螺杆等只能部分满足或完全不能满足要求。

为了获得高耐腐蚀性能和耐磨损性能的螺纹元件，发明专利201010205228.6公开了平行双螺杆挤出机用全披覆熔覆性螺纹元件，在铸钢或机加工螺纹钢坯上涂敷Ni基或Ni基WC浆料，经真空烧结或气氛炉烧结获得钢基镍基合金或镍基碳化钨合金表面涂层螺纹元件。201611138566.6公开了一种双螺杆挤出机螺纹元件的热等静压制备方法，由内芯、外包套组成型腔填装金属粉末，经热等静压烧结而成。发明专利201810578588.7公开了一种螺纹元件的表面强化层的制备方法及平行双螺杆挤出机用螺纹元件，将镍基自熔合金、碳化钨、石蜡或棕榈蜡、高密度聚乙烯等混合密炼，注射于特定模具内，经脱蜡、烧结制成。

但是，浆料涂刷钢基表面制备耐腐蚀抗磨损涂层螺纹元件有一定局限性，作为作为整体材料应用，既不经济也不耐用。热等静压整体制备螺纹元件的机械加工成本高、应用受限。本发明中碳合金调质钢圆棒(或空心圆棒)钢基MoFeB金属陶瓷螺杆的制备方法，具有优良的强度和韧性结合、耐腐蚀性和耐磨损性能结合，以满足制造高腐蚀和高磨损的增强塑料的混炼、挤出成型等。

发明内容

鉴于浆料涂刷钢基表面制备耐腐蚀抗磨损涂层螺纹元件，使用性能稳定性差、热等静压制备螺纹元件成本高，应用面受限，无法满足高腐蚀和高磨损的无卤加纤维增强塑料的混炼、挤出成型螺杆等制造需求，本发明的目的是提供一种MoFeB金属陶瓷螺纹元件的制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种MoFeB金属陶瓷螺纹元件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将中碳合金调质钢机械加工成空心圆棒，并在空心圆棒的外表面加工若干个沿圆周均匀分布的键槽；

步骤2，制备Mo-Fe-B金属混合粉末；

步骤3，准备金属模具，金属模具由下模、上模、芯模和外模组成，下模和上模均设有芯模定位台阶，外模由两个部分组成，外模内部形成一个圆柱形空腔，芯模位于外模内部的空腔中，并与外模同心；

步骤4，将下模安装在外模下方，将步骤1得到的空心圆棒套在芯模上，将步骤2制备好的Mo-Fe-B金属混合粉末罐装于外模、空心圆棒和下模之间空间内，经振动密实后，盖好上模；

步骤5，将罐装有粉末的金属模具放入压力机设备压室，进行静压成型，然后脱模，形成内部为钢芯空心圆棒、外层为Mo-Fe-B金属混合粉末体的复合成型体；

步骤6，将步骤5得到的复合成型体进行真空烧结，形成内部为钢芯、外层为MoFeB金属陶瓷的复合空心圆棒；