一种高长径比、高精度薄壁零件的制备方法技术

本发明专利技术属于医疗器械技术领域，具体涉及一种利用粉末注射成形技术制备高长径比、高精度薄壁零件的制备方法。与现有技术相比，采用粉末注射成形技术生产的薄壁零件，具有一次成形复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需机械加工或只需微量加工、易于实现生产自动化和产品性能优异的特点，加工效率高，加工成本也大大降低，能很好的满足客户的需求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种利用粉末注射成形技术制备高长径比、高精度薄壁零件的制备方法。与现有技术相比，采用粉末注射成形技术生产的薄壁零件，具有一次成形复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需机械加工或只需微量加工、易于实现生产自动化和产品性能优异的特点，加工效率高，加工成本也大大降低，能很好的满足客户的需求。【专利说明】
本专利技术属于医疗器械制备领域，涉及一种薄壁零件的制备方法，尤其是涉及一种高长径比、高精度薄壁零件。
技术介绍
胃镜活检钳上用的拉杆是一种高长径比、高精度的薄壁零件，是连接取样钳头和手柄的一个微小的薄壁零件，该零件长径比大(约8:1)，壁薄(薄壁处只有0.15mm)，尺寸精度高等特点。传统的方法制备这样或者类似这样的高长径比、高精度薄壁零件是采用机械加工的方法制造，但由于工序繁多，加工效率低，成品率低，加工的成本高，因而急需寻求一种新的加工方法替代。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中存在的不足,采用粉末注射成形(Powder InjectionMolding,简称PM)技术来制备薄壁零件，尤其是制备高长径比，高精度的薄壁零件。采用该技术具有一次成形复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需机械加工或只需微量加工、易于实现生产自动化且生产出来的最终产品性能优异的特点。采用粉末注射成形生产的拉杆，能很好的满足客户的需求,加工效率高,加工成本也大大降低。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是:基于粉末注射成形原理，通过控制各个工序达到顺利成形，控制变形的目的，从而生产出符合需要的高质量的薄壁零件，具体的制备步骤如下:I)制备粘结剂:根据产品长径比较大，壁厚薄的特点，优化选用了流动性好且强度高的粘结剂。它由石蜡、高密度聚乙烯，以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、表面活性剂组成，其中各组份的重量百分比为:石蜡65 — 74%，高密度聚乙烯4 一 12%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15 — 25%，表面活性剂I 一 3% ;首先将4 - 12%高密度聚乙烯，15 — 25%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入密炼机，升温至180 - 1900C，混炼20 - 30分钟；降低混炼温度到160 —170°C，再将65 - 74%石蜡、I 一 3%表面活性剂加入密炼机，混炼20 — 30分钟，制得粘结剂。其优选配方(重量百分比)是:石蜡74 %、高密度聚乙烯5 %、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20%、表面活性剂1%。其中所述的表面活性剂为硬脂酸锌、油酸、吐温、硬脂酸中的任一种。2)制备喂料:首先将重量比7 - 9%的粘结剂和91-93%的不锈钢粉末加入三维旋转器中干混，基于产品需要较高的综合机械性能及耐腐蚀性能，优选17-4PH不锈钢材料进行加工。干混后得到均匀的粉末和粘结剂的混合物；然后将上述均匀的混合物加入密炼机，升温至180 - 190°C，混炼20 - 30分钟；降低混炼温度到160 — 170°C，混炼20 — 30分钟，制得喂料。3)注射成形:将前述制备好的喂料加入锁模力为90吨的注射机进行注射，对产品注射参数进行调整，其适宜的参数范围如下:注射温度:155±5°C，注射压力:5(T90bar，注射速度50?85%，注射时间0.6?2.0s，冷却时间8?12s，动模温度3(T40°C，定模温度6?15°C。其优选参数是注射温度:155°C，注射压力:75bar，注射速度:60%，注射时间:1.0秒，冷却时间:10秒，动模温度:35 °C，定模温度:8 °C。4)脱脂:脱脂首先采用溶剂脱脂，然后进行热脱脂的两步脱脂法；溶剂脱脂:先将95%的乙醇加入溶剂脱脂槽进行加热至4(T70°C，然后将注射好的坯件泡在溶剂中广4小时进行脱脂，后将坯件取出置于干燥箱中干燥30分钟；热脱脂:将溶剂脱脂好的坯件置于真空脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂采用分段升温程序，保证溶剂脱脂后的残余粘结剂能顺利彻底的脱除，分别采用在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和高密度聚乙烯的快速分解温度350°C和550°C设置保温平台，然后在850°C以上进行预烧结。5)烧结:烧结采用真空烧结炉进行烧结，为了达到材料达到最佳的机械性能，控制烧结温度在131(Tl370°C，最佳烧结温度为1330°C，为了避免不锈钢材料中铜及铬的挥发，控制烧结真空度在100-300Pa，最佳真空度在200Pa，控制烧结时间在60-150分钟，最佳烧结时间为120分钟。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的工艺流程图。【具体实施方式】实施例1:I)制备粘结剂:所述粘结剂各组份的重量百分比为:石蜡65%，高密度聚乙烯12%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20%，表面活性剂采用吐温3%。首先将12%高密度聚乙烯，20%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入密炼机，升温至180°C，混炼20分钟；降低混炼温度到160°C，再将65%石蜡、3%的吐温加入密炼机，混炼20分钟，制得粘结剂。2)制备喂料:首先将重量比7%的粘结剂和93%的17-4PH不锈钢粉末加入三维旋转器中干混。干混后得到均匀的粉末和粘结剂的混合物；然后将上述均匀的混合物加入密炼机，升温至180°C，混炼20分钟；降低混炼温度到160°C，混炼20分钟，制得喂料。3)注射成形:将前述制备好的喂料加入锁模力为90吨的注射机进行注射，根据产品的特征，对产品注射参数进行调整，其适宜的参数范围如下:注射温度150°C，注射压力:50bar，注射速度:50毫米/秒，注射时间:0.6秒，冷却时间:8秒，动模温度:30°C，定模温度:6。。。4)脱脂:脱脂首先采用溶剂脱脂，然后进行热脱脂的两步脱脂法；溶剂脱脂:先将95%的乙醇加入溶剂脱脂槽进行加热至40°C，然后将注射好的坯件泡在溶剂中4小时进行脱脂，后将坯件取出置于干燥箱中干燥30分钟；热脱脂:将溶剂脱脂好的坯件置于真空脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂采用分段升温程序，保证溶剂脱脂后的残余粘结剂能顺利彻底的脱除，分别采用在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和高密度聚乙烯的快速分解温度350°C和550°C设置保温平台，然后在850°C以上进行预烧结。5 )烧结:采用真空烧结炉进行烧结，控制烧结温度在1310°C，控制烧结真空度在lOOPa，烧结60分钟后，得到最终的产品。实施例2:I)制备粘结剂:所述粘结剂各组份的重量百分比为:石蜡74%，高密度聚乙烯10%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15%，表面活性剂采用硬脂酸锌1% ;首先将10%高密度聚乙烯，15%乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入密炼机，升温至180 - 1900C，混炼30分钟；降低混炼温度到170°C，再将74%石蜡、I %硬脂酸锌加入密炼机，混炼30分钟，制得粘结剂。2)制备喂料:首先将重量百分比9%的粘结剂和91%的不锈钢粉末加入三维旋转器，干混后得到均匀的粉末和粘结剂的混合物；然后将上述均匀的混合物加入密炼机，升温至190°C，混炼30分钟；降低混炼温度到170°C，混炼30分钟，制得喂料。3)注射成形:将前述制备好的喂料加入锁模力为90吨的注射机进行注射，根据产品的特征，对产品注射参数进行调整，其适宜的参数范围如下:注射温度160°C，注射压力:90bar，注射速度:70毫米/秒，注射时间:2.0秒，冷却时间:12秒，动模温度:40°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高长径比、高精度薄壁零件的制备方法的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）制备粘结剂：所述粘结剂由石蜡、高密度聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、表面活性剂组成，其中各组份的重量百分比为：石蜡65－74％，高密度聚乙烯4－12％，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物15－25％，表面活性剂1－3％；首先将4－12％高密度聚乙烯，15－25％乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物加入密炼机，升温至180－190℃，混炼20－30分钟；降低混炼温度到160－170℃，再将65－74％石蜡、1－3％表面活性剂加入密炼机，混炼20－30分钟，制得粘结剂。2）制备喂料：首先将重量百分比7－9％的粘结剂和91‑93%的不锈钢粉末加入三维旋转器，干混后得到均匀的粉末和粘结剂的混合物；然后将上述均匀的混合物加入密炼机，升温至180－190℃，混炼20－30分钟；降低混炼温度到160－170℃，混炼20－30分钟，制得喂料。3）注射成形：将前述制备好的喂料加入锁模力为90吨的注射机进行注射，根据产品的特征，对产品注射参数进行调整，其适宜的参数范围如下：注射温度155±5℃，注射压力：50~90bar，注射速度：50~70毫米/秒，注射时间：0.6~2.0秒，冷却时间：8~12秒，动模温度：30~40℃，定模温度：6~15℃。4）脱脂：脱脂首先采用溶剂脱脂，然后进行热脱脂的两步脱脂法；溶剂脱脂：先将95%的乙醇加入溶剂脱脂槽进行加热至40~70℃，然后将注射好的坯件泡在溶剂中1~4小时进行脱脂，后将坯件取出置于干燥箱中干燥30分钟；热脱脂：将溶剂脱脂好的坯件置于真空脱脂炉中进行热脱脂，热脱脂采用分段升温程序，保证溶剂脱脂后的残余粘结剂能顺利彻底的脱除，分别采用在乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和高密度聚乙烯的快速分解温度350℃和550℃设置保温平台，然后在850℃以上进行预烧结。５）烧结：采用真空烧结炉进行烧结，控制烧结温度在1310~1370℃，控制烧结真空度在100‑300Pa，控制烧结时间在60‑150分钟。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢仁伟，杨忠臣，
申请(专利权)人：长沙聚众冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43