用于数控刀片注射成型的粘结剂及喂料制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于数控刀片注射成型的粘结剂，该粘结剂由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合组成，各组分的重量百分比如下：工业石蜡30‑60％、微晶蜡5‑20％、高密度聚乙烯10‑35％、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物1‑15％和硬脂酸1‑10％。本发明专利技术用于数控刀片注射成型的粘结剂可有效提高金属粉末装载量及注塑坯强度，同时，保证了粘结剂与金属粉末形成的混料的均匀性。此外，本发明专利技术还公开一种用于数控刀片注射成形的喂料制备方法。

【技术实现步骤摘要】
用于数控刀片注射成型的粘结剂及喂料制备方法
本专利技术涉及硬质合金注射成型
，具体涉及一种用于数控刀片注射成型的粘结剂及喂料制备方法。
技术介绍
超细硬质合金，是由小于0.3um的碳化钨或其他碳化物粉末与钴黏结相组成的硬质合金，其具有高强度、高硬度及耐磨等性能。基于超细硬质合金的高强度、高硬度及耐磨性能，其被广泛应用于数控加工设备的刀片制备。然而，随着科学技术的发展，数控刀片的结构越来越复杂，采用传统的模压成形技术难以制备出复杂形状的刀片。为此，出现了一种将高分子注射成型与粉末冶金相结合的粉末注射成型(PowderInjectionmolding，PIM)技术，目前用于超细硬质合金注射成型的粘结剂以蜡基粘结剂为主。该粉末注射成型技术适合制造几何形状复杂、组织结构均匀的粉末冶金产品，为生产形状复杂的超细硬质合金数控刀片产品提供了新的思路。但是，由于超细硬质合金粉末的粒径较小(一般在0.5um以下)，形状不规则，其真实密度只有理论密度的30％-40％，导致了数控刀片的喂料存在粉末装载量小及流变性差等缺陷。另外，由于超细硬质合金的颗粒细小，比表面积大，导致了数控刀片的喂料存在容易被氧化的缺陷，而粘结剂对于被氧化的金属粉末的润湿性较差且粘附力低，在混炼过程中容易出现金属粉末与粘结剂的分离，进而引起密度不均匀、分层及夹心等缺陷。然而，传统的蜡基粘结剂中的石蜡比例较高，导致其粘度较低；同时，由于石蜡强度较低，导致其凝缩时收缩较大，存在注塑坯强度低、异形件生产过程中掉缺、产品精度控制困难、注塑坯密度不均匀等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种用于数控刀片注射成型的粘结剂，以解决利用超细硬质合金注射成型的数控刀片存在的质量缺陷的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于数控刀片注射成型的粘结剂，该粘结剂由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合组成，各组分的重量百分比如下：工业石蜡30-60％、微晶蜡5-20％、高密度聚乙烯10-35％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-15％和硬脂酸1-10％。优选地，所述各组分的重量百分比为工业石蜡45％、微晶蜡15％、高密度聚乙烯30％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5％和硬脂酸5％。本专利技术进一步提出一种用于数控刀片注射成型的喂料制备方法，所述喂料由超细硬质合金制成的金属粉末和上述的粘结剂组成，所述金属粉末和粘结剂的重量百分比如下：金属粉末94％-96％和粘结剂4％-6％；所述用于数控刀片注射成型的喂料制备方法包括：(1)配料：按照所述金属粉末和粘结剂的重量百分比，分别称量金属粉末和粘结剂；(2)混炼：将金属粉末加入混合机的混炼桶内进行预热，预热预设时间后，加入粘结剂进行充分混合，以制得原料混合物；(3)挤出：将所述原料混合物放入挤出机中挤出，以获得注塑坯；(4)在所述注塑坯冷却后进行破碎处理，以获得所述喂料。优选地，所述金属粉末包括粒度小于0.5um的碳化钨粉末和粒度小于1.0um的球形钴粉，所述喂料制备方法还包括：对碳化钨粉末和球形钴粉进行混匀处理，混匀后进行过筛、干燥及再过筛处理，以获得所述金属粉末。优选地，所述对碳化钨粉末和球形钴粉进行混匀处理的步骤包括：将称量好的碳化钨粉末和球形钴粉倒入球磨机的罐体内，并加入预设量的无水乙醇，对所述碳化钨粉末和球形钴粉进行球磨。优选地，所述无水乙醇与金属粉末的重量比为(0.2～0.6):1，所述球磨机的研磨体与金属粉末的重量比为(3～10):1。优选地，所述球磨机的磨球的直径为5～7mm的硬质合金球，所述对所述碳化钨粉末和球形钴粉进行球磨的步骤包括：控制所述球磨机的转速为50～150r/min，所述球磨机的球磨时间为50～100h。优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。优选地，所述粘结剂与金属粉末的混炼温度为110℃～140℃。优选地，所述将金属粉末加入混合机的混炼桶内进行预热，预热预设时间后，加入粘结剂进行充分混合，以制得原料混合物的步骤包括：当所述金属粉末的温度达到55～65℃时，加入粘结剂，升温并调整所述混合机的转速至200r/min；当所述金属粉末和粘结剂的温度达到105～115℃时，升温并调整所述混合机的转速至400r/min；当所述金属粉末和粘结剂的温度达到135～145℃时，且金属粉末与粘结剂充分混合后，所述混合机停止转动和加热，以制得原料混合物。本专利技术技术方案的有益效果在于：本专利技术所提出的粘结剂相较于传统的硬质合金用蜡基粘结剂，其成分和比例均有所变动，使得金属粉末的装载量得到保证，同时，改善了注塑坯的强度低及密度不均匀等缺陷。附图说明图1为本专利技术用于数控刀片注射成型的喂料制备方法一实施例的流程示意图；图2为本专利技术用于数控刀片注射成型的喂料制备方法另一实施例的流程示意图；图3为本专利技术用于数控刀片注射成型的喂料制备方法又一实施例的流程示意图；图4为本专利技术用于数控刀片注射成型的喂料制备方法再一实施例的流程示意图；图5为通过本专利技术方法制造出的数控刀片的注塑坯的示意图；图6为通过本专利技术方法制造出的数控刀片的烧结坯的示意图；图7为使用传统硬质合金粘结剂制备的数控刀片的注塑坯的刀尖部的放大示意图；图8为使用传统硬质合金粘结剂制备的数控刀片的注塑坯萃取后的刀尖部的放大示意图；图9为使用传统硬质合金粘结剂制备的数控刀片的烧结坯的刀尖部的放大示意图；图10为通过本专利技术方法制造出的数控刀片的注塑坯的刀尖部的放大示意图；图11为通过本专利技术方法制造出的数控刀片的注塑坯萃取后的刀尖部的放大示意图；图12为通过本专利技术方法制造出的数控刀片的烧结坯的刀尖部的放大示意图；图13使用传统硬质合金粘结剂制备的数控刀片萃取后的断面示意图；图14为过本专利技术方法制造出的数控刀片的注塑坯萃取后的断面示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于数控刀片注射成型的粘结剂，该粘结剂属于蜡基粘结剂，但在传统的硬质合金用的蜡基粘结剂的基础上进行了成分和比例的改进，其中，该粘结剂的高低熔点组分均由多种成分构成。在本专利技术实施例中，粘结剂由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合组成，各组分的重量百分比如下：工业石蜡30-60％、微晶蜡5-20％、高密度聚乙烯10-35％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-15％和硬脂酸1-10％。具体的，本专利技术所提出的粘结剂，其在低熔点组分设计上注重收缩特性的配合、溶剂脱脂的速度差异、溶剂的低温脱除和综合粉末装载量。该粘结剂与传统硬质合金用蜡基粘结剂相比，低熔点组分仍以石蜡为主体，但是加入了一定比例的微晶蜡。其中，微晶蜡与石蜡配合，一方面可以保证粘结剂的粉末装载量，另一方面可以减少石蜡凝固时的收缩、提高粘结剂分散均匀性和注塑坯强度。而在高熔点组分设计上则注重高的注塑坯强度、热分解温度梯度分布、低的残碳和残氧。高熔点组分选择高密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于数控刀片注射成型的粘结剂，其特征在于，由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合组成，各组分的重量百分比如下：工业石蜡30‑60％、微晶蜡5‑20％、高密度聚乙烯10‑35％、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物1‑15％和硬脂酸1‑10％。

【技术特征摘要】
1.一种用于数控刀片注射成型的粘结剂，其特征在于，由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和硬脂酸混合组成，各组分的重量百分比如下：工业石蜡30-60％、微晶蜡5-20％、高密度聚乙烯10-35％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1-15％和硬脂酸1-10％。2.根据权利要求1所述的用于数控刀片注射成型的粘结剂，其特征在于，所述各组分的重量百分比为工业石蜡45％、微晶蜡15％、高密度聚乙烯30％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5％和硬脂酸5％。3.一种用于数控刀片注射成型的喂料制备方法，其特征在于，所述喂料由超细硬质合金制成的金属粉末和权利要求1或2所述的粘结剂组成，所述金属粉末和粘结剂的重量百分比如下：金属粉末94％-96％和粘结剂4％-6％；所述喂料制备方法包括：(1)配料：按照所述金属粉末和粘结剂的重量百分比，分别称量金属粉末和粘结剂；(2)混炼：将金属粉末加入混合机的混炼桶内进行预热，预热预设时间后，加入粘结剂进行充分混合，以制得原料混合物；(3)挤出：将所述原料混合物放入挤出机中挤出，以获得注塑坯；(4)在所述注塑坯冷却后进行破碎处理，以获得所述喂料。4.根据权利要求3所述的喂料制备方法，其特征在于，所述金属粉末包括粒度小于0.5um的碳化钨粉末和粒度小于1.0um的球形钴粉，所述喂料制备方法还包括：对碳化钨粉末和球形钴粉进行混匀处理，混匀后进行过筛、干燥及再过筛处理，以获得所述金属粉末。5.根据权利要求4所述的喂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张越，
申请(专利权)人：深圳市注成科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44