一种用于金属眼镜激光焊接的粉末注射桩头及其加工工艺的制作方法

本发明涉及属于眼镜加工领域，涉及一种金属眼镜的粉末注射桩头及其加工工艺。

背景技术：

金属眼镜包括镜框、桩头、中梁、镜脚等部件，传统的金属眼镜生产工艺：各部件采用机械加工成型，然后经过需经过手工抛光和锣切处理，使镜框、桩头、中梁、镜脚等部件符合尺寸和表面要求，然后再工焊接，一个焊接点一道工序，采用银焊线焊接，焊点大，人工操作，结构不稳定(后道组装、整形困难)，耗材多，不良率高；经高频焊接后焊点大，焊接架需经手工抛光处理；焊接结构不稳定，且经手工抛光，镜架易变形，组装时需对镜架进行较为复杂的整修，以达到要求。因此，传统的金属眼镜生产工艺：多工序人工操作，品质不稳定，随着人工和材料成本不断上涨，制造企业利润空间下降。随着激光焊接技术的普及和推广，现在，人们开始采用激光焊接方式对眼镜框架进行焊接。但是传统冲压成型制作的桩头尺寸精度低，不适于自动化激光焊接，而且硬度低，容易损伤，人工修复和抛光麻烦，质量难以控制。

金属粉末注射成形(Metal Injection Molding，MIM)是将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是在传统粉末冶金技术基础上，创造性地结合了塑料工业的注射成形技术而发展起来的一门新兴成形技术。MIM可以生产形状十分复杂的零件，可最大限度地制得最终形状的零件而无须后续机加工或只需用最少量的机加工，适合大批量生产，生产效率高。粉末注射成形不锈钢具有很好的耐蚀性，广泛应用于机械、化工、船舶、汽车、仪器仪表等行业。

技术实现要素：

为了提高金属眼镜生产自动化水平，提高生产效率，本发明提供了一种用于金属眼镜激光焊接的粉末注射桩头及其加工工艺，这种桩头尺寸精度高，硬度高，不易变形，适于金属眼镜激光焊接。

本发明是通过下述技术方案来实现的。一种用于金属眼镜激光焊接的粉末注射桩头，其特征在于：所述桩头采用粉末注射成型得到，所述桩头包括一端的双牙和另一端的脚头，双牙通过单双牙配合连接镜脚，所述脚头用于连接镜框，所述脚头开有配框槽，配框槽处的脚头厚度取框线的三角面或圆背面最低点数值；配框槽与框线的夹角为90°，配框槽两个面的夹角为104°。

具体的，所述脚头的端面开倾斜度，倾斜度为3°；所述脚头的弧度与镜片弧度一致；所述脚头的端面设置与镜框搭配的弧度。

具体的，配框槽的深度A＝1.10mm，配框槽的宽度B＝0.72mm，配框槽处的脚头厚度C＝0.90mm。

具体的，桩头在双牙侧的端面与双牙切线垂直，所述桩头的宽度≥2.80mm，桩头最薄处的厚度≥1.40mm，桩头的厚度不能小于桩头宽度的1/2。

具体的，双牙的每个牙厚度≥1.00mm，双牙间距≥0.90mm。

一种用于金属眼镜激光焊接的粉末注射桩头加工工艺，其特征在于步骤如下：

(1)制粒，将金属粉末与粘结剂通过密炼机进行共混，成为具有流变性的粒料；

(2)注射成型，将粒料注入具有桩头形状的模具型腔中形成毛坯件，桩头零件设计时，毛坯件的外表面适当凸起；

(3)脱脂，清除毛坯件中的部分粘结剂；

(4)烧结，去除粘结剂，并使金属粉末发生固相反应，得到桩头半成品；

(5)攻牙，对桩头的双牙攻牙，得到成品

进一步优选，所述金属粉末是316L或310N不锈钢粉末，所述粘结剂由下述组分混合而成：棕榈蜡12％、微晶蜡12％、硬脂酸1.5％、聚乙烯8.5％、聚丙烯15％、聚乙烯乙二醇2％、乙酸乙烯酯1％、余量是石蜡。

进一步优选，316L或310N不锈钢粉末添加钨粉，钨粉的质量为316L或310N不锈钢粉末质量的1％。添加钨粉，可以大大提高桩头的硬度和耐磨性。

进一步优选，烧结工艺采用真空烧结炉内进行气氛工艺烧结，所述气氛工艺烧结依次分为负压脱脂、真空内烧和强制冷却三个阶段；负压脱脂阶段的工艺参数为：真空烧结炉内真空值为2.8×10₃～2.8×10₃Pa，通入流量为25～35L/h的氮气，以2～6℃/min的升温速率升温至1100～1150℃，保温90～120min；真空内烧阶段的工艺参数为：真空烧结炉内真空值为2.2～3.8Pa，通入流量为15～19L/h的氩气，以5～10℃/min升温速率升温至1370～1440℃，保温120～240min；强制冷却阶段的工艺参数为：通入流量为15～19L/h的氩气，以3～5℃/min的降温速率降温至室温；制得桩头。

本发明的桩头采用粉末注射成型，适于大批量标准化生产，有助于降低金属眼镜生产成本，所得桩头适于机械化球磨抛光，产品适于激光焊接，可应该与金属眼镜激光焊接连续式生产，提升了金属眼镜制造的自动化智能化程度。

附图说明

图1是桩头的主视图。

图2是A-A剖面图。

图3是桩头的俯视图。

图4是K向视图。

图5是F向视图。

图6是桩头零件毛坯表面凸起设计原理图。

具体实施方式

为了便于理解下面结合附图和优选实施例进一步说明本发明。本发明中，如果未特别说明，长度单位均为mm。

一种用于金属眼镜激光焊接的粉末注射桩头，所述桩头采用粉末注射成型得到。参照图1、2、3，所述桩头包括一端的双牙和另一端的脚头，双牙通过单双牙配合连接镜脚，双牙的每个牙厚度≥1.00(±0.01)，双牙间距≥0.90(±0.02)，为了使单双牙配合，单压的尺寸随着桩头宽度增加而相应增加。双牙的外径为3.0(±0.05)，桩头在双牙侧的端面与双牙切线垂直。单双牙配合螺切位的间隙为0.15(±0.03)；所述桩头的宽度≥2.80，桩头最薄处的厚度≥1.40，桩头的厚度不能小于桩头宽度的1/2，否则影响强度，桩头的宽度≥2.80才能满足激光焊接点对桩头的要求，过小，无法进行激光焊接。所述脚头用于连接镜框，所述脚头开有配框槽，为满足激光焊接，配框槽的深度A＝1.10，配框槽的宽度B＝0.72，配框槽处的脚头厚度C＝0.90，配框槽处的脚头厚度取框线的三角面或圆背面最低点数值。配框槽与框线的夹角为90°(+1°)，配框槽两个面的夹角为104°，采用这样的设计，它可适用于任何弯度的镜片。参照图3和图4，所述脚头的端面开倾斜度，倾斜度为3°。如图4所示，所述脚头的弧度与镜片弧度一致，例如R104.6，如图5所示，所述脚头的端面设置与镜框搭配的弧度，如R61.0。

下面对上述桩头零件的制作工艺做详细介绍。

一种用于金属眼镜激光焊接的粉末注射桩头加工工艺，步骤如下：

(1)制粒，将金属粉末与粘结剂通过密炼机进行共混，成为具有流变性的粒料；所述金属粉末是316L或310N不锈钢粉末，所述粘结剂由下述组分混合而成：棕榈蜡12％、微晶蜡12％、硬脂酸1.5％、聚乙烯8.5％、聚丙烯15％、聚乙烯乙二醇2％、乙酸乙烯酯1％、余量是石蜡。316L或310N不锈钢粉末添加钨粉，钨粉的质量为316L或310N不锈钢粉末质量的1％。添加钨粉，可以大大提高桩头的硬度和耐磨性。

(2)注射成型，将粒料注入具有桩头形状的模具型腔中形成毛坯件，桩头零件设计时，毛坯件的外表面适当凸起。参照图6，由于粉末注射零件在加工过程中会存在收缩，对于纯平面的零件会产生局部凹陷，使的后期抛光不易处理，影响美观。为了避免收缩造成零件表面的凹陷，桩头零件毛坯设计时外表面适当凸起。也就是，模具型腔设计过程中，对应桩头的平面位置凹陷，使得粉末注射成型得到毛坯件外表面凸起。例如凸起弧度为R30。

(3)脱脂，清除毛坯件中的部分粘结剂；可以在80-110℃烘烤30-60min脱脂。

(4)烧结，去除粘结剂，并使金属粉末发生固相反应，得到桩头。烧结工艺采用真空烧结炉内进行气氛工艺烧结，所述气氛工艺烧结依次分为负压脱脂、真空内烧和强制冷却三个阶段；负压脱脂阶段的工艺参数为：真空烧结炉内真空值为2.8×10₃～2.8×10₃Pa，通入流量为25～35L/h的氮气，以2～6℃/min的升温速率升温至1100～1150℃，保温90～120min；真空内烧阶段的工艺参数为：真空烧结炉内真空值为2.2～3.8Pa，通入流量为15～19L/h的氩气，以5～10℃/min升温速率升温至1370～1440℃，保温120～240min；强制冷却阶段的工艺参数为：通入流量为15～19L/h的氩气，以3～5℃/min的降温速率降温至室温；制得桩头半成品。

(5)攻牙，对桩头的双牙攻牙，得到成品。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。