用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环及方法技术

本发明专利技术涉及一种用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环及方法，其中测温环包括由喂料注射成形的生坯脱脂而成的脱脂坯；喂料包括

【技术实现步骤摘要】
用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环及方法


[0001]本专利技术涉及注射成形烧结炉的温度标定领域，特别涉及用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环及方法
。

技术介绍

[0002]钛及钛合金材料具有密度小
、
比强度高
、
热膨胀系数小
、
耐腐蚀性好
、
相容性高
、
易焊接的优势特征，在航空航天
、
医疗器械
、
汽车制造等领域具有广泛的应用前景
。
金属注射成形技术作为制备精密复杂钛合金零部件的关键方法之一，其烧结工序对产品性能和质量具有重要影响
。
在批量生产过程中，确保不同烧结炉的温度标定准确，以保障产品的质量一致性和稳定性，成为迫切需解决的问题
。
[0003]但是目前市场上常用的测温环主要为压制成形的氧化物陶瓷，由于在压制成形过程中，粉末的充填
、
粉末间摩擦力
、
模具摩擦力等原因会导致坯件不同部位尤其是芯部和表层密度产生差异，导致其收缩不均，影响了测量精度
。
同时其收缩曲线或数据表是在氧化气氛中测得的，应用于钛合金真空烧结或惰性气氛烧结时有很大的偏差，无法满足批量生产的需求
。
同时，氧化陶瓷测温环的生坯强度极差，拿取
、
测试过程中极易掉粉，掉落的粉如果粘在外径上就会导致烧结坯尺寸误差大，从而影响标定结果
。
因此需要一种更为精准
、
稳定的炉温标定的测温环和标定方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的提供用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，该测温环能够替代压制成形的氧化物陶瓷测温环，提高了钛合金烧结炉温度标定的准确性和可靠性
。
[0005]实现本专利技术第一个目的的技术方案是：本专利技术中用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，包括由喂料注射成形的生坯脱脂而成的脱脂坯；所述喂料包括
CP
‑
Ti
球形粉末与粘接剂；所述球形粉末粒径为
10
～
50
μ
m
；所述
CP
‑
Ti
粉末杂质元素质量百分比符合
C<0.2
％，
O<0.4
％，
N<0.1
％，其它
<1.0
％；所述脱脂坯呈环状
。
[0006]由于粉末粒径越小，粉末颗粒的烧结活性越大，容易达到致密状态
。
在越接近致密态范围内，产品的尺寸随烧结温度升高越趋于稳定状态，即烧结收缩与温度变化越呈非线性关系
。
而标定炉温用的标准收缩曲线的获得和炉温的准确标定，都需要在评价范围内收缩和炉温呈线性或近似线性关系
。
因此为了尽可能扩大可标定温度范围，本专利技术选择烧结活性略差一些即耐温形更强的粗颗粒粉末，该粉末粒径在
10
～
50
μ
m
，较常规注射成形粉末粗
10
～
30
μ
m。
[0007]之所以选择
CP
‑
Ti
球形粉末，因为相较于钛合金，
CP
‑
Ti
颗粒元素单一，可排除不同批次间由于成分差异引起的测量误差，也可排除不同烧结温度间合金元素间的相互扩散
、
复杂的相组织转变对收缩曲线直线度的影响
。
同时
CP
‑
Ti
的熔点更高，相应可获得的评价温度上限更高
。
此外，
CP
‑
Ti
原料价格也远低于钛合金
。
[0008]进一步，上述喂料中
CP
‑
Ti
球形粉末体积占比为
63
％，其余为粘结剂；所述粘结剂的组分按照质量百分比包括
60
％～
70
％的聚甲醛，
12
％～
15
％的聚乙烯，
15
％～
20
％的聚丙烯以及3％～5％的硬脂酸
。CP
‑
Ti
球形粉末与粘结剂的体积比与所选用
CP
‑
Ti
球形粉末的实际振实密度有关
。
根据
CP
‑
Ti
球形粉末的实际振实密度选择合理的体积比有助于粘结剂能够完全包覆
CP
‑
Ti
球形粉末颗粒，既不会造成粉末颗粒过多导致的喂料流动性变差，也不会造成粘结剂含量过多导致注射产品的保形性变差
。
[0009]进一步，上述
CP
‑
Ti
球形粉末的粒径尺寸控制范围为：
D10
＝
15
～
20
μ
m
；
D50
＝
30
～
35
μ
m
；
D90
＝
40
～
45
μ
m。
由于粉末粒径对烧结活性有着重大的影响，进而影响烧结收缩，因此需要对粒径尺寸范围进行严格的控制
。
[0010]本专利技术的第二个目的提供一种注射成形钛合金烧结炉温度标定的方法，该方法通过注射成形技术确保了测温环生坯密度均匀性，从而保证了烧结收缩的均匀可控，更适合用作批量生产时不同烧结炉之间的炉温标定，更有利于注射成形钛合金的大批量稳定生产
。
[0011]实现本专利技术第二个目的的技术方案是：本专利技术中注射成形钛合金烧结炉温度标定的方法，包括以下步骤：
[0012]S1、
制备权利要求1或2或3或4所述的用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，该测温环的制备步骤如下：
[0013]A、
喂料制备：
CP
‑
Ti
球形粉末与粘接剂混合制备成喂料；其中
CP
‑
Ti
粉末为球形粉末；所述
CP
‑
Ti
粉末粒径为
10
～
50
μ
m
；所述
CP
‑
Ti
粉末中杂质元素质量百分比符合
C<0.2
％，
O<0.4
％，
N<0.1
％，其它
<1.0
％；
[0014]B、
将喂料置于注射成型机内，注射形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，其特征在于：包括由喂料注射成形的生坯脱脂而成的脱脂坯；所述喂料包括
CP
‑
Ti
球形粉末与粘接剂；所述球形粉末粒径为
10
～
50
μ
m
；所述
CP
‑
Ti
粉末杂质元素质量百分比符合
C<0.2
％，
O<0.4
％，
N<0.1
％，其它
<1.0
％；所述脱脂坯呈环状
。2.
根据权利要求1所述的用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，其特征在于：所述喂料中
CP
‑
Ti
球形粉末体积占比为
63
％，其余为粘结剂；所述粘结剂的组分按照质量百分比包括
60
％～
70
％的聚甲醛，
12
％～
15
％的聚乙烯，
15
％～
20
％的聚丙烯以及3％～5％的硬脂酸
。3.
根据权利要求1所述的用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，其特征在于：所述
CP
‑
Ti
球形粉末的粒径尺寸控制范围为：
D10
＝
15
～
20
μ
m
；
D50
＝
30
～
35
μ
m
；
D90
＝
40
～
45
μ
m。4.
根据权利要求2所述的用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，其特征在于：所述
CP
‑
Ti
球形粉末的粒径尺寸控制范围为：
D10
＝
15
～
20
μ
m
；
D50
＝
30
～
35
μ
m
；
D90
＝
40
～
45
μ
m。5.
一种注射成形钛合金烧结炉温度标定的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、
制备权利要求1或2或3或4所述的用于注射成形钛合金烧结炉温度标定的测温环，该测温环的制备步骤如下：
A、
喂料制备：
CP
‑
Ti
球形粉末与粘接剂混合制备成喂料；其中
CP
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：苏绍华，罗红丽，刘永伟，邬均文，王明喜，
申请(专利权)人：江苏精研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：