钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，包括机械合金模块，混料模块，制粒模块，注塑模块，脱脂模块，烧结模块和湿氢模块，结构简单，操作方便，成型工序完成后，产品的质量稳定，同一性非常好，烧结后，尺寸稳定性大大提高。而且无顶杆痕迹和浇口痕迹，省略了后续的机加工工艺，湿氢装置又能剔除钨合金的碳含量，保证了产品质量，提高了工作效率和系统的可容错性和安全性。
【专利说明】钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及粉末冶金【技术领域】，特别涉及一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置。
【背景技术】
[0002]钨合金穿甲弹弹子是军事装备中必不可少的零件之一。它体积小、重量轻、数量大、精度要求高，是一种极为难加工的零件.目前的加工方法是压模成型的粉末冶金的方法加工成形，每次只能生产1-2个产品，而且密度低，性能不高，生产效率极低，产品成本高得惊人，影响了该产品市场的发展。
[0003]该产品由于体积小，重量轻-单个常规规格为0.25g、每吨的数量约为400万个，而且需求量非常大，常规的工业生产方法很难满足市场需要。
[0004]金属粉末注射成形是传统粉末冶金技术和现代注塑成形技术相结合的新型粉末冶金技术。该技术的基本步骤是:首先选取符合MM要求的金属粉末和黏结剂，然后在特定温度下，将金属粉末和黏结剂混合成均匀地喂料，经制粒后再注塑成性，成性胚经脱脂后再烧结成成品。
[0005]金属粉末注射成形工艺，是替代其他机械和加工方法难以生产或不能成型的生产工艺，属于净成性无切削加工工艺，可生产各种合金材料且形状复杂的零件，其复杂程度远远超过了其他任何一种金属成形工艺，包括:各种外部切槽、外螺纹、锥形外表面、交叉孔和盲孔、凹台与键销、加强筋、表面滚花等。该技术可以免除繁琐的多道加工工序，减少材料消耗。而且该技术材料适应性广、自动化程度高、生产成本低、材料利用率几乎100%，该技术潜在市场很大。
实用新型内容
[0006]针对现有技术中供不应求且生产效率极低，产品成本高的上述缺陷和问题，本实用新型实施例的目的是提供一种能够满足大规模生产的钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，解决钨合金穿甲弹弹子的一次性加工净成形的难题。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案:
[0008]一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，包括机械合金模块，混料模块，制粒模块，注塑模块，脱脂模块，烧结模块和湿氢模块，其中机械合金模块，混料模块，制粒模块，注塑模块，脱脂模块，烧结模块和湿氢模块依次相连，其中，所述机械合金模块为高能球磨机，用于对合金粉末进行机械合金化；所述混料模块为混料机，用于对合金粉末和粘结剂进行混炼；所述制粒模块为制粒机；所述注塑模块由注塑机和注塑模具构成，用于将原料注塑成型，所述脱脂模块为气氛脱脂炉，烧结模块为氢气保护推杆式气氛烧结炉；湿氢模块用于剔除钨合金的碳含量。
[0009]作为上述技术方案的优选，氢气保护推杆式气氛烧结炉由炉体、炉胆、推料装置、气氛发生器、加热元件、推舟、出料装置、电器控制装置、测温系统构成，具体型号为KTS-17可控气氛钥丝推杆烧结炉。
[0010]作为上述技术方案的优选，所述气氛脱脂炉包括真空单元，程序控制单元，粘结剂收集单元，气氛控制单元和水冷热交换单元，具体型号为KTS-17可控气氛钥丝推杆烧结炉。
[0011]作为上述技术方案的优选，所述合金粉末为粒度20 μ m以下的钨、铁、镍合金混合粉末。
[0012]作为上述技术方案的优选，所述钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置还包括一个终检封装模块，与湿氢模块相连。
[0013]本实用新型实施例提供的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，结构简单，操作方便，成型工序完成后，保证了零件的外观质量，且产品的质量稳定，同一性非常好，烧结后，尺寸稳定性大大提高。而且无顶杆痕迹和浇口痕迹，省略了后续的机加工工艺，湿氢装置又能剔除钨合金的碳含量，保证了产品质量，提高了工作效率和系统的可容错性和安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本实用新型实施例的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置的系统结构示意图。
[0016]图2为本实用新型实施例的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置的工艺流程步骤示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]如图1-2所示，本实用新型实施例提供的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置的工艺过程，以下以使用钨合金方块为例，使每模的数量从几十个提高到1000件以上，产品的质量稳定，同一性非常好，烧结后，尺寸稳定性大大提高，而且无顶杆痕迹和浇口痕迹，省略了后续的机加工工艺，执行时间为20-30小时，效益大幅度提高:
[0019]1、合金粉末选用粒度1ym以下的粉末，主要有:Mo粉、Cr粉、W粉、Ni粉、Cu粉、C粉、Fe粉末；利用机械合金模块执行机械合金化工艺,将上述合金粉末在高能球磨机中以特定的转速和合理的球料比，通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞、摩擦，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末；大多数情况下，在有限的球磨时间内仅仅使各组元在那些相接触的点、线和面上达到或趋近原子级距离，并且最终得到的只是各组元分布十分均匀的混合物或复合物，当球磨时间延长，也可以通过固态扩散，使各组元达到原子间结合而形成合金或化合物。这个方法大大提高了烧结动力，对烧结时的扩散起到很大的作用；
[0020]2、选择双螺杆挤出混料机，温度控制在180± 10°C，按工艺分别加入金属粉末、粘结剂，粘结剂的加入按规定顺序加入，混炼时间30-40min ；
[0021]3、制粒选用普通粉粹机，粉粹成φ4><3大小的小圆柱，成为注射成形用喂料；
[0022]4、注射成形:选用HMD88-M3型注塑机，开机前按操作规程，保证设备安全正常运行，执行下列工艺参数:
[0023]注射温度:160°C 注射压力:90_130MPa
[0024]注射流量:45cm3/s 保压时间:3秒
[0025]合模速度:35开模速度:20
[0026]5、脱脂:采用热脱脂方法，按脱脂工艺执行；
[0027]5、烧结:烧结温度1290±10°C，加热速度按工艺执行。为了提高工件的密度，适当减少C的组分，能使烧结后的工件密度提高，但材料基体的C含量降低，使材料表面硬度降低，为了增加粉末冶金件的密度，虽然熔渗技术已广泛应用，但有一定的局限性，增加碳含量不能用熔渗技术解决，本申请利用热处理渗碳技术，一方面提高了密度，另一方面提高了金属基体的C含量，在以后的淬火工艺中，获得了高的硬度，因心部硬度较低，提高了冲击韧性，接触疲劳性能和耐磨性；
[0028]6、终检及封装。
[0029]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，其特征在于，包括机械合金模块，混料模块，制粒模块，注塑模块，脱脂模块，烧结模块和湿氢模块，其中机械合金模块，混料模块，制粒模块，注塑模块，脱脂模块，烧结模块和湿氢模块依次相连，所述机械合金模块为高能球磨机，用于对合金粉末进行机械合金化；所述混料模块为混料机，用于对合金粉末和粘结剂进行混炼；所述制粒模块为制粒机；所述注塑模块由注塑机和注塑模具构成，用于将原料注塑成型，所述脱脂模块为气氛脱脂炉，烧结模块为氢气保护推杆式气氛烧结炉；湿氢模块用于剔除钨合金的碳含量。
2.根据权利要求1所述的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，其特征在于，氢气保护推杆式气氛烧结炉由炉体、炉胆、推料装置、气氛发生器、加热元件、推舟、出料装置、电器控制装置、测温系统构成，具体型号为KTS-17可控气氛钥丝推杆烧结炉。
3.根据权利要求1所述的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，其特征在于，所述气氛脱脂炉包括真空单元，程序控制单元，粘结剂收集单元，气氛控制单元和水冷热交换单元具体型号为ZK TS-17真空脱脂烧结一体炉。
4.根据权利要求1所述的一种钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置，其特征在于，所述钨合金穿甲弹方块弹子的粉末冶金注射成形制造装置还包括一个终检封装模块，与湿氢模块相连。
【文档编号】B22F3/22GK203992401SQ201320851307
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】杨鸿飞, 燕波, 杨祯, 郭晖, 郭巧玲 申请人:西安福莱特热处理有限公司