粉末注射成形高耐磨wc飾品的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高耐磨WC硬質(zhì)材料飾品的生產(chǎn) 工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 為提高金屬飾件的耐損傷性，一般在基體上制備耐磨層，使其具有漂亮的外觀及 使用過(guò)程中有較好的耐磨性，但這種方法存在的問(wèn)題是表面的涂層厚度有限，在使用一定 的時(shí)間后，涂層逐漸變薄露底，外觀質(zhì)量及耐磨性均變差，使用耐磨性好的基體材料是制造 高端飾品基本要求，在高硬度高耐磨性的材料中，WC的硬度僅次于金剛石，而且在打磨后有 漂亮的表面質(zhì)量，是制造高端飾品的理想材料選擇，但是由于WC的硬度非常高，不能用常用 的切削加工法制造；同樣，由于WC材料的熔點(diǎn)很高，其零件也不宜用液態(tài)澆注法制造。目前 常用的WC材料制品大多數(shù)是利用粉末冶金的方法制備的，存在的局限性是不能制備形狀特 別復(fù)雜的飾件，粉末注射成形法是最近新發(fā)展起來(lái)的一種工藝，利用塑料注射成形的原理， 注射金屬粉末后燒結(jié)形成制品，其工藝可制備形狀復(fù)雜的物品，且內(nèi)部組織致密，尺寸精度 高，表面質(zhì)量好。本發(fā)明利用粉末注射成形工藝，制備高硬度、高耐磨的WC飾品，以滿足高端 市場(chǎng)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種粉末注射成形高耐磨WC飾品的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存 在的缺陷。
[0004] 本發(fā)明的方法，包括如下步驟： (1)漿料的制備： 將合金粉末與粘結(jié)劑混合，在140-170 °C下，混煉至少30分鐘，優(yōu)選30 -120分鐘，得到 漿料； 優(yōu)選的，所述的混煉是在混煉機(jī)設(shè)備中進(jìn)行，混煉機(jī)轉(zhuǎn)速為80-200轉(zhuǎn)/分鐘;所述合金 粉末由如下重量百分比的組分組成： 氧化鎢粉末 15~25% 石墨粉 75~85% 優(yōu)選的為： 氧化鎢粉末 20% 石墨粉 80% 合金粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比80-85:20-15; 所述的合金粉末為注射成形合金粉，粉末顆粒為球形，所述合金粉的粒度為〇. 2 - 3μπι; 所述粘結(jié)劑包括如下重量百分比的組分： 硬脂酸 10~15% 茶油 20~30% 聚乙烯 20~35% 石錯(cuò) 30~45% 各組分百分比之和為100%。
[0005] 所述粘結(jié)劑的制備方法如下： 將粘結(jié)劑的各個(gè)組分混合，在混料機(jī)中，于60-120°C下混合2-5小時(shí)，混料機(jī)轉(zhuǎn)速為 100-300轉(zhuǎn)/分鐘，即可獲得所述的粘結(jié)劑； (2) 注射成形： 將所述的漿料，注入飾品模具中定型，出模，得到飾品坯件;注射成形工藝參數(shù)為:注射 溫度160-180 °C，注射壓力100-130MPa，模溫50-65 °C ;粉末裝載量為60-70%; (3) 預(yù)燒結(jié)： 將所述的飾品坯件，依次清洗和干燥，在保護(hù)氣氛下，程序升溫至880-910°C進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)，獲得預(yù)燒結(jié)坯，所述的程序升溫包括如下步驟： 所述的清洗，采用有機(jī)溶劑清洗，所述的有機(jī)溶劑如四氯甲烷等； 以0.5-5°C/min的加熱速度升溫至280-310°C，保溫120-240分鐘，再以0.5-5°C/min的 加熱速度升溫至580-610°C，保溫120-240分鐘，然后，以5-15°C/min的加熱速度升溫至880-910°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫120-150分鐘后，隨爐冷卻，得到預(yù)燒結(jié)坯； (4) 高溫?zé)Y(jié)： 將預(yù)燒結(jié)坯在保護(hù)氣氛下，以l〇°C_20°C/min的升溫速度升溫至1300°C_1380°C保溫6-10小時(shí)后隨爐冷卻，得到WC飾品。
[0006] 本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 制備的飾品致密度高，硬度大，耐磨損及刻畫，尺寸精度及表面質(zhì)量好，飾品的使用 壽命長(zhǎng)，且質(zhì)量不隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生變化； (2) 本方法可制備一般粉末冶金法難成形的形狀特征復(fù)雜的飾品，滿足外觀結(jié)構(gòu)的多 樣化設(shè)計(jì)； (3 )本方法相對(duì)成本較低，適合批量生產(chǎn)，產(chǎn)品的一致性好。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 實(shí)施例1 (1) 原料準(zhǔn)備:選用純度大于99.9%的氧化鎢粉末和純度大于99%的石墨粉末，并按照1: 4的質(zhì)量比稱取總重為60克的混合粉末，所述氧化鎢粉末顆粒為球形，平均粒徑為0.5μπι，所 述石墨的平均顆粒度為2μηι; (2) 按合金粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比81:19在混煉機(jī)中混合，于110°C混煉3小時(shí)，得到漿 料;混煉機(jī)轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘； 所述粘結(jié)劑由如下重量百分比的組分組成： 硬脂酸 10% 茶油 20% 聚乙烯 35% 石錯(cuò) 35% (3) 將第一步得到的漿料通過(guò)注射成形機(jī)注入飾品模具中定型，出模，注射成形工藝參 數(shù)為:注射溫度180°C，注射壓力120MPa，模溫60°C，粉末裝載量的大小為70%; (4) 將上一步得到的坯件置于四氯甲烷中清洗去除坯件中的石蠟和植物油后干燥，然 后置于真空脫脂爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，以1°C/min的加熱速度升溫至300°C，保溫200分 鐘，再以2°C/min的加熱速度升溫至600°C，保溫210分鐘，然后，以10°C/min的加熱速度升溫 至900°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫120分鐘后，隨爐冷卻，得到預(yù)燒結(jié)坯； (5) 將預(yù)燒結(jié)坯在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，以15°C/min的升溫速度升溫至1350Γ，保溫6小時(shí) 后隨爐冷卻，得到所需的WC飾品。
[0008] 實(shí)施例2 (1)原料準(zhǔn)備:選用純度大于99.9%的氧化鎢粉末和純度大于99%的石墨粉末，并按照3: 17的質(zhì)量比稱取總重為80克的混合粉末，所述氧化鎢粉末顆粒為球形，粒徑為Ιμπι，所述石 墨的平均顆粒度為2.5μπι; (2 )按合金粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比83:17在混煉機(jī)中混合，于100 °C混煉4小時(shí)，得到漿 料;混煉機(jī)轉(zhuǎn)速為150轉(zhuǎn)/分鐘。
[0009] 所述粘結(jié)劑由如下重量百分比的組分組成： 硬脂酸 12% 茶油 25% 聚乙烯 30% 石蠟 33% (3) 將第一步得到的漿料通過(guò)注射成形機(jī)注入飾品模具中定型，出模，注射成形工藝參 數(shù)為:注射溫度175°C，注射壓力125MPa，模溫55°C，粉末裝載量的大小為68%; (4) 將上一步得到的坯件置于四氯甲烷中清洗去除坯件中的石蠟和植物油后干燥，然 后置于真空脫脂爐中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，以3°C/min的加熱速度升溫至290°C，保溫190分 鐘，再以2°C/min的加熱速度升溫至605°C，保溫200分鐘，然后，以8°C/min的加熱速度升溫 至890°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫140分鐘后，隨爐冷卻，得到預(yù)燒結(jié)坯； (5) 將預(yù)燒結(jié)坯在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下，以12°C/min的升溫速度升溫至1360Γ，保溫8小時(shí) 后隨爐冷卻，得到所需的WC飾品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種粉末注射成形高耐磨WC飾品的方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 喂料的制備： 將合金粉末與粘結(jié)劑混煉至，得到喂料； 所述合金粉末由如下重量百分比的組分組成： 氧化鎢粉末 15~25 % 石墨粉 75~85 % (2) 注射成形： 將所述的喂料，注入飾品模具中成型，出模，得到飾品坯件； (3) 預(yù)燒結(jié)： 將所述的飾品坯件，依次清洗和干燥，在保護(hù)氣氛下，程序升溫至890-9HTC進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)，獲得預(yù)燒結(jié)坯； (4) 高溫?zé)Y(jié)： 將預(yù)燒結(jié)坯在保護(hù)氣氛下，1330°C_1360°C保溫6-10小時(shí)后隨爐冷卻，得到WC飾品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1)中，將合金粉末與粘結(jié)劑混合， 140-170°C，混煉至少30分鐘。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的混煉是在混煉機(jī)設(shè)備中進(jìn)行，混煉 機(jī)轉(zhuǎn)速為60-200轉(zhuǎn)/分鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，合金粉末與粘結(jié)劑的質(zhì)量比80-85:20-15。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的合金粉末為注射成形合金粉，粉末 顆粒為球形，所述合金粉的粒度為〇. 2 - 3μπι。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑包括如下重量百分比的組分： 硬脂酸 5~10% 茶油 10~35% 聚乙烯 15~35% 石蠟 25~45% 各組分百分比之和為100%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，注射成形工藝參數(shù)為：注射溫度160-180 °C，注射壓力100-130MPa，模溫50-65 °C ;粉末裝載量為60-70 %。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3)中，所述的程序升溫包括如下步 驟： 以0.2-2°C/min的加熱速度升溫至290-310°C，保溫120-600分鐘，再以 0.2-2°C/min的加熱速度升溫至590-6KTC，保溫120-240分鐘，然后，以 5-20°C/min的加熱速度升溫至890-910°C進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，保溫110-130分鐘后，隨爐冷卻， 得到預(yù)燒結(jié)坯。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，將預(yù)燒結(jié)坯在保護(hù)氣氛下，以 10 °C -20 °C /min的升溫速度升溫至 1330 °C -1360 °C。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種粉末注射成形高耐磨WC飾品的方法，包括如下步驟：將合金粉末與粘結(jié)劑混煉至，得到喂料，合金粉末由如下重量百分比的組分組成：氧化鎢粉末15~25%，石墨粉75~85%，將喂料，注入飾品模具中成型得到飾品坯件，依次清洗和干燥,在保護(hù)氣氛下,程序升溫至890-910℃進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，獲得預(yù)燒結(jié)坯，在保護(hù)氣氛下,1330℃-1360℃保溫6-10小時(shí)后隨爐冷卻,得到WC飾品。本發(fā)明制備的飾品致密度高，硬度大，耐磨損及刻畫，尺寸精度及表面質(zhì)量好，飾品的使用壽命長(zhǎng)，且質(zhì)量不隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)發(fā)生變化；可制備一般粉末冶金法難成形的形狀特征復(fù)雜的飾品，滿足外觀結(jié)構(gòu)的多樣化設(shè)計(jì)，成本較低，適合批量生產(chǎn)，產(chǎn)品的一致性好。
【IPC分類】B22F1/00, B22F5/00, B22F3/10, B22F3/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105618760
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511011412
【發(fā)明人】周永三, 周祥
【申請(qǐng)人】上海典工新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日