一种中空结构金属或陶瓷零部件的制备方法

摘要

一种中空结构金属或陶瓷零部件的制备方法，包括选择金属及陶瓷粉末作为原料，通过混炼、制粒、获得喂料；然后选择内芯材料；再通过共注射成形将内芯材料注射进入模具，获得具有所需中空形状的内芯，再次注入金属或陶瓷喂料，将内芯完全包覆在其中，得到产品坯体。将产品坯体经过溶剂萃取和加热工艺脱除粘结剂和内芯，之后进行烧结，得到具有中空结构的产品。本发明实现了中空金属及陶瓷零部件的一次性成形；从原料到产品，生产周期短，设备的自动化程度高，因此可以大幅提高效率，可以成形具有任意复杂的、完全的中空型腔，可以实现无接缝制备完全中空零部件，大幅降低产品的成本，特别适合中空金属及陶瓷零部件的制备。

主权项

一种中空结构金属或陶瓷零部件的制备方法，包括以下步骤：第一步：材料的选择壳体材料的选择：壳体材料选择金属或陶瓷粉末材料；所述金属粉末选自不锈钢、低合金钢、Ti合金、Cu合金、WC‑Co、W‑Ni‑Fe中的一种；所述陶瓷粉末选自氧化锆、氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一种；内芯材料的选择：选自能通过溶剂溶解或加热脱除的无机物或有机物中的至少一种；具体是选自石蜡、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、氯化钠中的一种；粘结剂选自石蜡、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、植物油、硬脂酸中的至少一种；第二步：注射成形按注射成形工艺制备壳体喂料和内芯喂料；首先将内芯喂料注入芯模中，冷却，获得中空金属或陶瓷零部件产品的内芯；然后，将所述内芯转移到外壳模中，将壳体喂料注入所述外壳模中完全包覆所述内芯；得到产品粗坯；所述芯模的形状与目标中空结构金属或陶瓷零部件的中空型腔形状相似，所述芯模的尺寸为目标中空结构金属或陶瓷零部件的中空型腔尺寸的1‑2倍；所述外壳模的形状与目标中空结构金属或陶瓷零部件的形状相似，所述外壳模的尺寸为目标中空结构金属或陶瓷零部件的外形尺寸 的1‑2倍；第三步：脱除内芯和粘结剂首先，采用溶剂脱脂，将第二步所得产品粗坯置于溶剂中脱除部分或全部内芯以及壳体中的部分粘结剂；然后，采用热脱脂工艺，使剩余的部分内芯、粘结剂以及存留在所述产品粗坯中空内腔中的溶剂蒸发或分解转化为气体分子，从壳层粉末的孔隙通道内排出；得到产品坯体；所述热脱脂工艺为：以0.5‑5℃/min速度加热至300‑600℃，然后以0.5‑5℃/min的速度加热至750‑1200℃保温30‑600分钟，脱脂气氛为氩气；第四步：分步烧结将第三步所获得的产品坯体在真空度为0.001Pa‑10MPa环境下以5‑10℃/min升温至800‑1200℃预烧结1‑5h，然后以5‑20℃/min升温至1200‑1600℃烧结保温2‑10h后，随炉冷却至室温，得到中空结构金属或陶瓷零部件。