一种粉末注射成形喂料制备工艺及其生产设备.pdf

本发明涉及粉末注射成形技术领域，具体涉及一种粉末注射成形喂料制备工艺及其生产设备，其主体结构为混炼机构和造粒机构，在混炼机构的下料处设置造粒机构，金属粉末与粘结剂在混炼机构内混合均匀后，出料后进入造粒机构，然后通过挤料机构并经过配置的旋转切粒机构的切割得到适合注射成形的颗料喂料；本发明具有生产工艺简单，喂料混炼均匀，粘结剂性能稳定，制备时间短生产效率高，能耗低，能广泛适用于不同粉末粒度和粘结剂体系的喂料生产。

权利要求书
1.  一种粉末注射成形喂料制备工艺，包括如下步骤：
(1)称取一定量的金属粉末和粘结剂；
(2)将混料机构预热至混炼温度，混炼温度为140～200℃；
(3)加入称量好的金属粉末开启混炼并保持在混炼温度；
(4)先加入70～80％的称量好的粘结剂与金属粉末混炼，混炼均匀后再加入剩余粘结剂；
(5)混炼均匀后将喂料转至设备的造粒机构，通过挤压和切割得到可用于注射的粉末成形喂料。

2.  根据权利要求1所述的一种粉末注射成形喂料制备工艺，其特征在于：所述步骤(4)中所述70～80％的称量好的粘结剂为75％称量好的粘结剂。

3.  一种实施权利要求1所述生产工艺的粉末注射成形喂料生产设备，包括混炼机构和造粒机构，其特征在于：所述混炼机构包括混炼室、液压机构、混炼电机、锁紧机构；所述混炼室包括上顶栓、混炼转子、下顶栓；所述液压机构与上顶栓连接，所述锁紧机构与下顶栓连接；所述造粒机构包括挤料室、与挤料室连接的挤料机构、与挤料室配合的旋转切粒机构；所述混炼机构和造粒机构呈上下分布，在所述混炼机构的下顶栓处与所述造粒机构的挤料室连接。

4.  根据权利要求3所述的一种粉末注射成形喂料生产设备，其特征在于：所述液压机构采用压力控制系统。

5.  根据权利要求3所述的一种粉末注射成形喂料生产设备，其特征在于：所述混炼转子表面有螺旋状突棱。

6.  根据权利要求3所述的一种粉末注射成形喂料生产设备，其特征在于：所述混炼室和所述挤料室内设置有加热和测温系统。

说明书一种粉末注射成形喂料制备工艺及其生产设备
技术领域
本发明涉及粉末注射成形技术领域，具体公开一种粉末注射成形喂料制备工艺及其生产设备。
背景技术
粉末注射成形(Powder Injection Molding，简称PIM)技术是传统粉末冶金与塑料注射成形相结合的一门零件近净成形技术，可以实现快速制造高密度、高精度、形状复杂的结构零件。PIM技术的主要生产流程包括：喂料制备、注射成形、脱脂、烧结，有的产品还需要进行后续加工。喂料制备是PIM工艺的第一步，其目的是在粉末表面包覆一层粘结剂，使得粉末在注射过程具有较好的流动性能，能够通过注射充满型腔，得到设计形状的生坯。PIM工艺中喂料的缺陷不能通过后续步骤的调整来消除，喂料的质量很关键。喂料的质量主要取决于混炼设备和混炼工艺。
目前粉末注射成形喂料的生产工艺主要是先用高速混合在粘结剂软化温度点将粉末与粘结剂混合，然后将混合好的喂料通过双螺杆挤出机制粒，得到适合金属注射成形生产的喂料。由于高速混合机剪切力小，粘结剂与金属粉末混合均匀需要很长时间，而粘结剂长时间在高温下停留容易发生裂解，特别是对热比较敏感的高聚物，高温长时间停留必然对粘结剂产生不良影响。同时粘结剂与粉末要经历两次加热才会得到可用于注射的喂料，在能源方面是极大的浪费。
发明内容
本发明的目的在于：为解决以上问题提供一种生产工艺简单，喂料混炼均匀，粘结剂性能稳定，制备时间短生产效率高，能耗低，能广泛适用于不同粉末粒度和粘结剂体系的喂料生产的粉末注射成形喂料制备工艺及其生产设备。
本发明所采用的技术方案是这样的：
一种粉末注射成形喂料制备工艺，包括如下步骤：
(1)称取一定量的金属粉末和粘结剂；
(2)将混料机构预热至混炼温度，混炼温度为140～200℃；
(3)加入称量好的金属粉末开启混炼并保持在混炼温度；
(4)先加入70～80％的称量好的粘结剂与金属粉末混炼，混炼均匀后再加入剩余粘结剂；
(5)混炼均匀后将喂料转至设备的造粒机构，通过挤压和切割得到可用于注射的粉末成形喂料。
进一步地，所述步骤(4)中所述70～80％的称量好的粘结剂为75％称量好的粘结剂。
本发明的另一个技术方案是这样的：
一种粉末注射成形喂料生产设备，包括混炼机构和造粒机构，所述混炼机构包括混炼室、液压机构、混炼电机、锁紧机构；所述混炼室包括上顶栓、混炼转子、下顶栓；所述液压机构与上顶栓连接，所述锁紧机构与下顶栓连接；所述造粒机构包括挤料室、与挤料室连接的挤料机构、与挤料室配合的旋转切粒机构；所述混炼机构和造粒机 构呈上下分布，在所述混炼机构的下顶栓处与所述造粒机构的挤料室连接。
进一步地，所述液压机构采用压力控制系统。
进一步地，所述混炼转子表面有螺旋状突棱。
进一步地，所述混炼室和所述挤料室内设置有加热和测温系统。
综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明具有生产工艺简单，喂料混炼均匀，可有效防止混炼过程负荷超载，粘结剂性能稳定，可避免长时间高温导致粘结剂发生裂解；粘结剂与粉末只要经历一次加热就会得到可用于注射的喂料，使得制备时间短、生产效率高，能耗低，能广泛适用于不同粉末粒度和粘结剂体系的喂料生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1侧视结构示意图。
图中标记：1、混炼机构；11、混炼室；12、液压机构；13、上顶栓；14、混炼转子；15、下顶栓；16、锁紧机构；17、混炼电机；2、造粒机构；21、挤料机构；22、挤料室；23、旋转切粒机构。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明专利作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种粉末注射成形喂料制备工艺，将混炼设备预热至混炼温度，混炼温度范围为140～200℃，加入称量好的粉末开启混炼并加热至混炼温度，先加入70～80％的称量好的粘结剂，混炼均匀后再加入剩余粘结剂，直至混炼均匀后将喂料转至设备的造粒机构，通过挤压和切割得到可用于注射的粉末成形喂料。
参照说明书附图1-2，一种粉末注射成形喂料生产设备，包括混炼机构1和造粒机构2，所述混炼机构1包括混炼室11、液压机构12、锁紧机构16、混炼电机17；所述混炼室11包括上顶栓13、混炼转子14、下顶栓15；所述混炼室内设置有加热和测温系统，可有效控制混炼温度。所述液压机构12与上顶栓13连接，液压机构12采用压力控制系统，确保在混炼过程中保持混炼过程压力的一致性，防止混炼过程负荷超载。所述锁紧机构16与下顶栓15连接；在混炼过程中保证混炼空间的密闭，下顶栓15打开后则形成排料结构；所述造粒机构2包括挤料室22、与挤料室22连接的挤料机构21、与挤料室22配合的旋转切粒机构23；在混炼结束后，下顶栓15打开后喂料通过混炼转子14传动全部落入挤料室22，启动挤料机构21和旋转切料机构23，将混好的喂料转变成可用于注射使用的颗粒；挤料室22设有加热系统和测温，在混炼接近结束时，将挤料室22升温至喂料的软化温度，保持挤压造粒过程的稳定，也防止由于喂料降温太快而无法进行造粒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。