[发明专利]一种金属粉末凝胶-挤压成形方法

摘要

本发明涉及一种金属粉末凝胶挤压成形方法，属于粉末冶金生产工艺中金属零部件制备领域。其特征是首先配制一定浓度的预混液，然后加入金属粉末制成稳定的凝胶体系，再把稳定的凝胶体系进行挤压成型制备成坯体，最后进行烧结成零件。本发明突破了传统成形技术，可以制备大尺寸、复杂形状的金属制品。与压力成形相比，避免了由于成形时需要压力过大造成的复杂性状受限及能耗问题，大大改善了成形条件。与注射成形和热压铸成形需加入大量有机粘结剂相比，不需专门脱脂工序，工艺简单，使生产成本大幅降低。

主权项

1. 一种金属粉末凝胶-挤压成形方法，其特征是首先配制一定浓度的预混液，然后加入金属粉末制成稳定的凝胶体系，再把稳定的凝胶体系进行挤压成型制备成坯体，最后进行烧结成零件，具体方案如下：1)配制预混液：(1)采用有机单体和溶剂按体积比1～100∶1配制成浓度为5～50wt％的预混液；有机单体是指甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸乙酯或三甲基丙烷三丙烯酸盐，溶剂是指甲苯或汽油或长链乙醇；(2)采用水基单体和交联剂按体积比1～240∶1的比例加入去离子水配制成浓度为5～50wt％的预混液；水基单体是指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，交联剂是指N，N′-亚甲基双丙烯酰胺或乙二醇二甲基丙烯酸酯；2)配制金属悬浮浆料：在1)中任意一种预混液中加入体积百分数为10—60％金属粉末，再加入金属粉末质量的0.05～3wt％的分散剂，并调节pH值至9.0～13.0；金属粉末为硬质合金粉或钛及钛合金粉，分散剂为Solsperse-6000超分散剂或油酸或聚丙烯酸盐；3)制备稳定胶体：将上述配制的金属悬浮浆料进行搅拌或球磨1～4h，制成稳定的体系，保持体系温度在10～50℃，再分别加入0.1～10wt％的催化剂和引发剂进行均匀搅拌，并同时真空除气制成金属粉末浆料；催化剂为过氧化苯甲酰或N，N，N′，N′-四甲基乙二胺，引发剂为二甲基苯胺或过硫酸铵；4)挤压成形：严格控制固化时间在0.5～30min之间，将3)中的金属粉末浆料倒入挤压机中，根据金属粉末特性，在40～60℃下，先在0.1～3MPa下预压并保压使金属粉末浆料致密固化，然后以0.1～10MPa的压力和10～100cm/min速度挤出坯料，切断制得坯体；5)坯体经40～100℃整形干燥，真空烧结得到最终金属产品。