超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法及模具技术

本发明专利技术公开一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，该注射成型方法包括球磨、混炼、制粒、注射成型、脱脂和烧结，其中注射成型中采用的模具具有两个入料口，且所述两个入料口分别相对设置在切槽刀的两侧并关于切槽刀的中心处呈对称布置。此外，本发明专利技术还提出一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型模具。本发明专利技术提高了喂料的流动性和数控切槽刀密度的均匀性，从而有效提高了数控切槽刀的综合性能。

Injection Molding Method and Die of NC Grooving Cutter for Ultra-fine Cemented Carbide

【技术实现步骤摘要】
超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法及模具
本专利技术涉及硬质合金制备
，具体涉及一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法及模具。
技术介绍
超细晶硬质合金是由粒度小于0.5um的难熔金属的硬质化合物如碳化钨等，与黏结相金属如钴，通过粉末冶金工艺制备而成的一种合金材料，同时具有高强度、高硬度，及高耐磨、韧性较好、耐热等优良的性能，被广泛应用于数控切槽刀的制备，在汽车制造、精密模具加工、微电子、军工等领域扮演着重要的角色。现有的长条类形状数控切槽刀，其入料口通常选择在刀具的尾部或刀身侧面单点进料，便于模具的设计和产品的成型。但是，尾部进料或侧面单点进料方式存在着诸多问题，如采用尾部进料方式，喂料流动性不够，注射成型的数控切槽刀注射毛坯的强度较低和密度不均匀；采用侧面单点进料方式，易造成两侧面出现密度差，且内部易出现气孔和夹心等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，旨在解决数控切槽刀强度较低和密度不均匀的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，该注射成型方法包括以下步骤：球磨：将预设比例的金属粉末和无水乙醇加入球磨罐，且将球磨完成后的所述金属粉末过筛、干燥以及再过筛封装；混炼：将所述金属粉末加入混炼桶预热至第一温度后，向所述混炼桶内加入粘接剂并搅拌以获得混合物，待混合物升温至第二温度后出料，并对混合物进行破碎处理以获得原料混合物，所述粘接剂由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、邻苯二甲基二辛酯和硬脂酸混合组成，各组分重量百分比如下：工业石蜡30～70％、微晶蜡10～25％、高密度聚乙烯10～20％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～10％、邻苯二甲基二辛酯1～10％和硬脂酸1～10％；制粒：将所述原料混合物加入挤出机中并制成预设大小的喂料；注射成型：将所述喂料加入注射机中以在模具中形成注射毛坯，所述模具上具有两个入料口，且两个所述入料口分别相对设置在切槽刀的两侧并关于切槽刀的中心处呈对称布置；脱脂：首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；烧结：在烧结炉中加压烧结，获得致密化数控切槽刀。优选地，所述金属粉末和粘结剂的重量百分比如下：所述金属粉末93％～96％，所述粘结剂4％～7％。优选地，所述无水乙醇与金属粉末的固液比为(160～360ml)/kg，所述球磨机的研磨球与金属粉末的重量比为(3～10):1。优选地，所述球磨机的磨球是直径为6～10mm的硬质合金球，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，所述金属粉末与粘结剂的混炼温度为100℃～140℃，所述混炼的时间为1～3h。优选地，所述注射机的注射温度为120～180℃，注射压力为10～90MPa，注射速度为30％～90％，模温为55℃～70℃。本专利技术进一步提出一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型模具，该注射成型模具包括第一模板和第二模板，所述第一模板上设置有用于限定数控切槽刀的一部分结构特征的第一成型部，所述第二模板上设置有用于限定数控切槽刀的其余部分结构特征的第二成型部，所述第一成型部与所述第二成型部组合以形成数控切槽刀的成型腔，所述第一模板上设置有两个与所述第一成型部连通的入料口，且两个所述入料口分别相对设置在切槽刀的两侧并关于切槽刀的中心处呈对称布置。优选地，所述第一模板上设置有定位块，所述第二模板上设置有与所述定位块相匹配的定位孔，所述定位块可插装在所述定位孔内。优选地，所述第一模板上设置有第一冷却回路，所述第二模板上设置有第二冷却回路。本专利技术提供的一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，通过在金属粉末加入特定比例的粘接剂，以及在注射成型的模具上采用从数控切槽刀的两侧同时进料的方式。相对现有技术而言，本专利技术有利于提高喂料的流动性和数控切槽刀密度的均匀性，从而增加数控切槽刀的强度，改善了数控切槽刀内部出现气孔和夹心的概率，有效提高数控切槽刀的使用寿命。附图说明图1为本专利技术中超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例中第一模板和第二模板的组合状态示意图；图3为图2中A-A的剖视图；图4为图2中第一模板的结构示意图；图5为图4中B-B第一模板的结构示意图；图6为图2中第二模板的结构示意图。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做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。如图1所示，本专利技术提出一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，该注射成型方法包括以下步骤：步骤S10，将预设重量的金属粉末和无水乙醇加入球磨罐，且将球磨完成后的所述金属粉末过筛、干燥以及再过筛封装。其中，WC粒在0.5um以下，Co粒在1.0um以下，无水乙醇与金属粉末的固液比为(160～360ml)/kg，所述球磨机的研磨球与金属粉末的重量比为(3～10):1，研磨球的直径为6～10mm，所述球磨机的转速为50～150r/min，所述的球磨时间为50～100h。步骤S20，将所述金属粉末加入混炼桶预热至第一温度后，向所述混炼桶内加入粘接剂并搅拌以获得混合物，待混合物升温至第二温度后出料，并对混合物进行破碎处理以获得原料混合物。其中，粘结剂各成分按质量百分比为：工业石蜡30～70％、微晶蜡10～25％、高密度聚乙烯10～20％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～10％、邻苯二甲基二辛酯1～10％和硬脂酸1～10％。所述粘结剂占喂料重量的百分比为4％～7％，所述的金属粉末占喂料重量百分比为93％～96％，金属粉末与粘结剂的混炼温度为100℃～140℃，混炼时间为1～3h。本专利技术所提出的粘结剂，其与金属粉末的相容性好，尤其是与微米级的Co粉和超细WC粉末混合良好，具有制造成本低、制备工艺简单和操作性强等特点，有利于提高注射毛坯烧结后的尺寸精度和降低注射毛坯的缩水幅度。步骤S30，将所述原料混合物加入挤出机中并制成预设大小的喂料。其中，挤出机为双螺杆挤出机，由于双螺杆挤出机的喂料特性好，适用于粉料加工及异形制品的生产，且双螺杆挤出机相较于单螺杆挤出机，具有更好的混炼、排气、反应和自洁功能。因此，在本实施例中，物料挤出工序中使用的挤出机为双螺杆挤出机。步骤S40，将所述喂料加入注射机中以在模具中形成注射毛坯，且所述模具上具有多个入料口。其中，注射温度为120～180℃，注射压力为10～90MPa，注射速度为30％～90％，模温为55℃～70℃。利用设置适当的注射温度，有利于提高注射坯强度和密度的均匀性，以及通过设置两个入料口，有利于提高数控切槽刀的强度和密度的均匀性，从而增加数控切槽刀的强度，改善了数控切槽刀内部气孔和夹心等问题。步骤S50，首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂。其中，溶剂脱脂的脱脂溶剂可选用三氯乙烯或正庚烷，溶剂脱脂时的水浴温度为40℃～70℃，脱脂时间为3～10h，萃取后干燥温度为60～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，其特征在于，所述注射成型方法包括如下步骤：球磨：将预设重量的金属粉末和无水乙醇加入球磨罐，且将球磨完成后的所述金属粉末过筛、干燥以及再过筛封装；混炼：将所述金属粉末加入混炼桶预热至第一温度后，向所述混炼桶内加入粘接剂并搅拌以获得混合物，待混合物升温至第二温度后出料，并对混合物进行破碎处理以获得原料混合物，所述粘接剂由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、邻苯二甲基二辛酯和硬脂酸混合组成，各组分重量百分比如下：工业石蜡30～70％、微晶蜡10～25％、高密度聚乙烯10～20％、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物1～10％、邻苯二甲基二辛酯1～10％和硬脂酸1～10％；制粒：将所述原料混合物加入挤出机中并制成预设大小的喂料；注射成型：将所述喂料加入注射机中以在模具中形成注射毛坯，所述模具上具有两个入料口，且两个所述入料口分别相对设置在切槽刀的两侧并关于切槽刀的中心处呈对称布置；脱脂：首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；烧结：在烧结炉中加压烧结，获得致密化数控切槽刀。

【技术特征摘要】
1.一种超细晶硬质合金数控切槽刀的注射成型方法，其特征在于，所述注射成型方法包括如下步骤：球磨：将预设重量的金属粉末和无水乙醇加入球磨罐，且将球磨完成后的所述金属粉末过筛、干燥以及再过筛封装；混炼：将所述金属粉末加入混炼桶预热至第一温度后，向所述混炼桶内加入粘接剂并搅拌以获得混合物，待混合物升温至第二温度后出料，并对混合物进行破碎处理以获得原料混合物，所述粘接剂由工业石蜡、微晶蜡、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、邻苯二甲基二辛酯和硬脂酸混合组成，各组分重量百分比如下：工业石蜡30～70％、微晶蜡10～25％、高密度聚乙烯10～20％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1～10％、邻苯二甲基二辛酯1～10％和硬脂酸1～10％；制粒：将所述原料混合物加入挤出机中并制成预设大小的喂料；注射成型：将所述喂料加入注射机中以在模具中形成注射毛坯，所述模具上具有两个入料口，且两个所述入料口分别相对设置在切槽刀的两侧并关于切槽刀的中心处呈对称布置；脱脂：首先在溶剂中脱除部分粘结剂，然后加热脱除剩余粘结剂；烧结：在烧结炉中加压烧结，获得致密化数控切槽刀。2.根据权利要求1所述的注射成型方法，其特征在于，所述金属粉末和粘结剂的重量百分比如下：所述金属粉末93％～96％，所述粘结剂4％～7％。3.根据权利要求1所述的注射成型方法，其特征在于，所述无水乙醇与金属粉末的固液比为(160～360ml)/kg，所述球磨机的研磨球与金属粉末的重量比为(3～10):1。4.根据权利要求1所述的注射成型方法，其特征在于，所述球磨机...

【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