一种大尺寸挤压成形坯的快速无缺陷脱脂方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102248167A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102248167A(43)申请公布日2011.11.23(21)申请号201110186273.6(22)申请日2011.07.05(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人马运柱刘文胜蔡青山(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人袁靖(51)Int.Cl.B22F3/24(2006.01)B22F3/20(2006.01)B22F3/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种大尺寸挤压成形坯的快速无缺陷脱脂方法(57)摘要本发明公开了一种大尺寸挤压成形坯的快速无缺陷脱脂方法。将成形坯放入溶剂脱脂槽中，同时添加脱脂溶剂，液固比为7∶1～15∶1，在30～60℃的恒温条件下脱脂6～12h，将脱脂坯取出在30～50℃下恒温干燥0.5～1h；更换脱脂溶剂脱脂，干燥；重复2-3次，直至粘结剂失重量达60～75％；将溶剂脱脂坯置于高温脱脂炉中，在真空或者负压气氛下，升至600～850℃保温，得到无缺陷大尺寸脱脂坯。本发明克服了大尺寸成形坯脱脂时间长、脱脂保形性差、脱脂缺陷多的不足，且所采用的两种脱脂工艺简单、易于控制，在实际生产中得到广泛应用。CN1024867ACN102248167A权利要求书1/1页1.一种大尺寸挤压成形坯的快速无缺陷脱脂方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将成形坯放入溶剂脱脂槽中，同时添加脱脂溶剂，液固体积比为7∶1～15∶1，在30～60℃的恒温条件下脱脂6～12h，将脱脂坯取出在30～50℃下恒温干燥0.5～1h；2)更换脱脂溶剂，在上述步骤1)相同条件下脱脂、恒温干燥，脱脂时间为2～6h；；3)重复步骤2)2-3次，直至粘结剂失重量达60～75％；4)将溶剂脱脂坯置于高温脱脂炉中，在真空10-1～10-3Pa或者负压200～400Pa下，升至600～850℃保温，得到无缺陷大尺寸脱脂坯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脱脂溶剂包括正庚烷、二氯乙烯、三氯甲烷或环己烷。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)和2)中的恒温均为水浴条件下的恒温。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粘结剂为石蜡基复合粘结剂。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中，在高温脱脂炉注入了5vol.％的N2或Ar。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中升温是以2-5℃/min的速率升温。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中保温时间为30～90min。2CN102248167A说明书1/4页一种大尺寸挤压成形坯的快速无缺陷脱脂方法技术领域[0001]本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种粉末近净成形的脱脂技术。背景技术[0002]粉末注射成形(PIM)和粉末挤压成形(PEM)是近年来发展迅速的两种粉末冶金近净成形新技术，适合于各种金属、合金、陶瓷粉末等材料的加工成型，特别是成形诸如硬质合金、铜、钢、钨、高熔点金属间化合物、陶瓷等难以用常规加工成形方法制备的材料，都可以用这两种技术，对新材料及其产品的研究开发提供了新的技术方法。[0003]PIM和PEM的基本工艺过程为：[0004]粉末体+粘结剂→混炼→注射或挤压成形→脱除粘结剂→烧结[0005]其中，粘结剂的设计及其脱除技术是PIM和PEM技术成败的关键，尤其是粘结剂的脱除，即脱脂技术是整个工艺过程中限制零部件向大尺寸、大厚度或非常薄的大截面变化方向发展的关键步骤，如粉末挤压成形产品尺寸大会导致脱脂工艺费时长、缺陷多、过程难以控制，制约了PEM产业的发展。而随着社会的发展，对粉末冶金异型制品的需求不断增加，同时对大尺寸零部件和大厚件提出了更高要求。因此，研究并开发出适合制备大尺寸零部件产品的脱脂技术方法至关重要。[0006]范景莲等在中国有色金属学报(2001，11(4)：651～641)上报道：采用多组元低分子有机溶剂的混合物对大尺寸注射成形样坯进行溶剂脱脂，对于直径为20mm的大棒溶剂脱脂24～30h时，脱脂量为50％～60％，其余粘结剂可采用热脱脂工艺脱除，此脱脂方法耗时长、效率低。BaojunZhu等在JournalofMaterialsProcessingTechnology(2003，142：487-492)上采用冷凝蒸气脱脂新方法对几种粉末注射成形大尺寸试样进行脱脂，脱脂试样包括圆片试样直径为20mm，厚4.2mm；矩形试样尺寸为6mm×6mm×42mm，球形试样直径为9mm，圆棒试样直径为8mm，长68mm。采用此脱脂方法，脱脂效率高，脱脂坯强度大，但存在脱脂装置复杂，溶剂蒸汽对周围环境有较大的污染