一种钛合金复合材料以及基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法技术

本发明专利技术涉及本发明专利技术涉及新合金材料技术领域，具体涉及一种钛合金复合材料以及基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法。所述的钛合金复合材料，其包含如下重量份的组分：钛合金粉末60～80份；碳化硼5～10份；粘结剂30～40份；所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛50～70份；高密度聚乙烯5～10份；硬脂酸4～8份；微晶蜡4～8份；改性β‑环糊精5～10份。由该方法制备得到的钛合金鱼竿异形导环具有较高的硬度和耐磨性能，同时还使得所述的鱼竿异形导环具有具有较低的摩擦系数；所述的钛合金鱼竿异形导环在具体使用过程中具有耐磨、甩饵和收线时不损伤鱼线以及咬钩是反应灵敏等特点。

A Titanium Alloy Composite Material and a Method of Preparing Titanium Alloy Fish Rod Special-shaped Guide Ring Based on Powder Injection Molding Technology

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金复合材料以及基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法
本专利技术涉及新合金材料
，具体涉及一种钛合金复合材料以及基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法。
技术介绍
鱼竿导环又叫导眼，是专门用来走鱼线的配件，由支架和导线环组成，导线环一般呈圆形；而对于异形鱼竿导环，其导线环呈非圆形(如图1～6所示)。通常，鱼竿导环的支架为不锈钢材料，导线环为陶瓷和碳化硅材料；加工时鱼竿导环和导线环均为分开加工，然后再组合在一起，其生产工艺流程多，工艺复杂；尤其是生产异性导环时，成本会更高。钛合金具有强度高以及耐蚀性好的优点，被广泛用于制作高档的鱼竿导环。一般的金属鱼竿导环通常可以采用模压成形方法制备得到。但模压成形方法对于结构复杂或者异形零件的生产具有局限性。粉末注射成形技术相对于模压成形工艺，由于其能够用于加工结构复杂或者异形零件以及加工效率高等特点，可以采用该工艺生产鱼竿异形导环。但粉末注射成形技术制备鱼竿异形导环的过程中如果金属粉末与粘结剂等材料的配合不当，会导致烧结后的产品强度变差，以及会导致生坯和在烧结和脱脂后的成品会出现变形、坍塌、断裂等情况，从而导致成品率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种钛合金复合材料以及基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法。由该方法制备得到的钛合金鱼竿异形导环，其成品率高。本专利技术所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：一种钛合金复合材料，其包含如下重量份的组分：钛合金粉末60～80份；碳化硼5～10份；粘结剂30～40份；所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛50～70份；高密度聚乙烯5～10份；硬脂酸4～8份；微晶蜡4～8份；改性β-环糊精5～10份。本专利技术采用钛合金粉末和碳化硼作为原料来制作钛合金鱼竿异形导环，保证了鱼竿异形导环具有高硬度以及耐磨的性能。但是在采用粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环过程中，对于原料钛合金粉末和碳化硼没有开发好适配的粘结剂，就会导致在粉末注射成形生产过程中出现生坯以及成品变形、坍塌、断裂等情况；以及脱脂烧结后会导致成品致密度低从而降低了产品的硬度和耐磨性能。本专利技术经大量的实验研究摸索，得出了上述的粘结剂，尤其是在粘结剂中加入了改性β-环糊精，其能大幅提高以钛合金粉末和碳化硼为原料的钛合金鱼竿异形导环的生坯和烧结后产品的成品率，大大减少了生坯和烧结后产品变形、坍塌、断裂等情况的发生；以及保证了烧结后钛合金鱼竿异形导环具有较高的硬度和耐磨性能以及较低的摩擦系数。优选地，所述的钛合金复合材料，其包含如下重量份的组分：钛合金粉末70～80份；碳化硼8～10份；粘结剂35～40份。优选地，所述的钛合金粉末为Ti-6Al-4V粉末。优选地，所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛60～70份；高密度聚乙烯5～8份；硬脂酸4～6份；微晶蜡4～6份；改性β-环糊精8～10份。最优选地，所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛60份；高密度聚乙烯8份；硬脂酸6份；微晶蜡6份；改性β-环糊精10份。优选地，所述的改性β-环糊精通过如下方法制备得到：将β-环糊精与聚乙二醇加入到水中，搅拌反应8～30h后过滤，将沉淀干燥后即得所述的改性β-环糊精；所述的聚乙二醇为聚乙二醇4000。进一步优选地，所述的β-环糊精、聚乙二醇以及水的用量比为1g：0.8～1g：15～25mL。本专利技术提供一种基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法，其包含如下步骤：(1)将上述钛合金复合材料混炼均匀后制成喂料；(2)然后将喂料注射到鱼竿异形导环模具中，冷却后得钛合金鱼竿异形导环生坯；(3)将钛合金鱼竿异形导环生坯进行脱脂烧结，即得所述的钛合金鱼竿异形导环。优选地，步骤(1)中的混炼是采用混炼机进行混炼，所述的混炼温度为150～180℃，混炼时间为1～3h；步骤(2)中的注射是采用注射机进行注射；所述注射温度为150～180℃，注射压力为140～170MPa；最优选地，所述的混炼温度为170℃，混炼时间为2h；步骤(2)中的注射是采用注射机进行注射；所述注射温度为170℃，注射压力为160MPa。优选地，步骤(3)中所述的脱脂烧结是指在真空脱脂烧结炉中进行，具体条件为：将钛合金鱼竿异形导环生坯放入到真空脱脂烧结炉中，先以8℃/min的升温速度升至500℃，保持20min进行脱脂；然后调节真空度至5.0x10-3Pa，以2℃/min的升温速度升至850℃，保持40min；再以4℃/min的升温速度升至1350℃，保持2h；最后降温、出炉后即得所述的钛合金鱼竿异形导环。通过上述方法，可以选择相应的模具制备出如附图所示的D1、D2、K1、K2、L1以及L2型鱼竿异形导环。有益效果：(2)本专利技术提供了一种全新的用于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的钛合金复合材料；所述的钛合金复合材料采用钛合金粉末和碳化硼作为原料，同时配合全新组成的粘结剂，尤其是在粘结剂中加入了改性β-环糊精，其能大幅提高以钛合金粉末和碳化硼为原料的钛合金鱼竿异形导环的生坯和烧结后产品的成品率，大大减少了生坯和烧结后产品变形、坍塌、断裂等情况的发生；以及保证了烧结后鱼竿异形导环具有较高的硬度和耐磨性能，同时还使得所述的钛合金鱼竿异形导环具有较低的摩擦系数。(2)本专利技术还同了一种全新的基于粉末注射成形技术制备钛合金鱼竿异形导环的方法，该方法针对本专利技术所述的钛合金复合材料而开发出来的一体成型方法，在本专利技术所述的脱脂和烧结条件下，进一步保证了烧结后产品的成品率，大大减少了生坯和脱脂烧结后成品变形、坍塌、断裂等情况的发生；以及保证了烧结后钛合金鱼竿异形导环具有较高的硬度以及耐磨性能同时具有较小的摩擦系数；(3)此外通过本专利技术所述方法制备得到的相应的模具制备出如附图所示的D1、D2、K1、K2、L1以及L2型鱼竿异形导环在具体使用过程中具有易甩饵、耐磨、收线时不损伤鱼线、咬钩时反应灵敏以及鱼咬钩后收线时更容易等特点。附图说明图1为其中一种D1型鱼竿异形导环的示意图。图2为其中一种D2型鱼竿异形导环的示意图。图3为其中一种K1型鱼竿异形导环的示意图。图4为其中一种K2型鱼竿异形导环的示意图。图5为其中一种L1型鱼竿异形导环的示意图。图6为其中一种L2型鱼竿异形导环的示意图。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步解释本专利技术，但实施例对本专利技术不做任何形式的限定。实施例1钛合金鱼竿异形导环的制备钛合金复合材料重量份配比：Ti-6Al-4V粉末(即牌号为TC4的钛合金)70份；碳化硼8份；粘结剂35份；所述的粘结剂由如下重量份的组分组成：聚甲醛60份；高密度聚乙烯8份；硬脂酸6份；微晶蜡6份；改性β-环糊精10份；所述的改性β-环糊精通过如下方法制备得到：将β-环糊精与聚乙二醇4000加入到水中，搅拌反应24h后过滤，将沉淀干燥后即得所述的改性β-环糊精；所述的β-环糊精、聚乙二醇以及水的用量比为1g：0.8g：20mL。钛合金鱼竿异形导环的制备方法：(1)将上述重量份的钛合金复合材料放入混炼机中，在170℃下进行混炼2h，混炼均匀后制成喂料；(2)然后将喂料放入注射机中，调节注射温度为170℃，注射压力为160MPa，将喂料注射到鱼竿异形导环模具中，冷却后得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛合金复合材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：钛合金粉末 60～80份；碳化硼 5～10份；粘结剂 30～40份；所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛 50～70份；高密度聚乙烯 5～10份；硬脂酸 4～8份；微晶蜡 4～8份；改性β‑环糊精 5～10份。

【技术特征摘要】
1.一种钛合金复合材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：钛合金粉末60～80份；碳化硼5～10份；粘结剂30～40份；所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛50～70份；高密度聚乙烯5～10份；硬脂酸4～8份；微晶蜡4～8份；改性β-环糊精5～10份。2.根据权利要求1所述的钛合金复合材料，其特征在于，包含如下重量份的组分：钛合金粉末70～80份；碳化硼8～10份；粘结剂35～40份。3.根据权利要求1所述的钛合金复合材料，其特征在于，所述的钛合金粉末为Ti-6Al-4V粉末。4.根据权利要求1所述的钛合金复合材料，其特征在于，所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛60～70份；高密度聚乙烯5～8份；硬脂酸4～6份；微晶蜡4～6份；改性β-环糊精8～10份。5.根据权利要求4所述的钛合金复合材料，其特征在于，所述的粘结剂包含如下重量份的组分：聚甲醛60份；高密度聚乙烯8份；硬脂酸6份；微晶蜡6份；改性β-环糊精10份。6.根据权利要求1所述的钛合金复合材料，其特征在于，所述的改性β-环糊精通过如下方法制备得到：将β-环糊精与聚乙二醇加入到水中，搅拌反应8～30h后过滤，将沉淀干燥后即得所述的改性β-环糊精；所述的聚乙二醇为聚乙二醇4000。7.根据权利要求6所述的钛合金复合材料，其特征在于，所述的β-环糊精、聚乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韬，
申请(专利权)人：王韬，
类型：发明
国别省市：广东,44