本发明涉及一种去除金属粉末注射成型生坯的披锋的方法。
背景技术
金属粉末注射成形(简称mim)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术，众所周知,塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品,但塑料制品强度不高,为了改善其性能,可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度较高、耐磨性好的制品，近年来，这一想法已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。
mim工艺在成型后得到生坯，由于要保证产品结构及模具的制造精度、装配间隙、结构设计等原因不可避免会产生各种披锋、毛刺以及成型后的生坯在水口去除时产生的披锋、毛刺；这些披锋、毛刺尺寸小且分布不均匀，很难实现机械化、自动化去除披锋毛刺的工艺。
目前传统的生坯披锋、毛刺去除主要是靠人手工刀削完成，由于成型后毛坯本身强度就较弱，手动削除又不容易控制力度，很容易导致削缺、毛坯变形等不良。不仅效率低下而且良率很难得到保证。
由于传统的去mim生坯披锋方法一般采用人工用毛刷刷、刮刀等，存在以下四个方面的缺点：
1.去除毛刺的质量难以控制、不稳定，凭操作经验判断，对操作人员技术要求较高而且容易出现漏修、过修现象；
2.生产效率低，每次只能加工1个产品，劳动强度大，生产成本高；
3.生坯件结构强度较为脆弱，特别是小尺寸、厚度较薄的结构相对复杂的生坯件，人工在去除披锋、毛刺时需要手工取放，容易导致生坯件变形或断裂；
4.人工去除mim生坯件披锋、毛刺时容易导致修过部位的应力集中，造成力学性能上的缺陷，最终导致烧结后产品的报废。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效、高良率的去除金属粉末注射成型生坯的披锋的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种去除金属粉末注射成型生坯的披锋的方法，包括使用压缩冷气流对生坯进行喷射，使生坯瞬间降温脆化，脆化后的生坯披锋在喷射气流冲击力的作用下脱落。
进一步地：
所述压缩冷气流在压缩状态为液态或固态。
所述压缩冷气流在压缩状态为温度≤-60℃的液氮或液氩或干冰。
所述压缩冷气流中含有干冰颗粒，利用随气流喷射至生坯上的干冰颗粒固态升华为气态瞬间的体积膨胀产生的力及干冰颗粒随高速气流的冲击力去除生坯上披锋和毛刺。
使用喷枪进行所述喷射，所述喷枪的射嘴位置距生坯的距离为10-20cm。
所述喷射的压力0.6mpa～1.4mpa。
一次喷射的持续时间为1～3秒。
将使生坯瞬间降温脆化的温度控制在-45℃～-35℃。
将使生坯瞬间降温脆化的温度控制在-40℃。
包括将生坯放置在由传送带运送的治具上，传送带带动治具进入压缩冷气流喷射室，通过检测装置检测到治具和生坯到达预定喷射位置时使用压缩冷气流对生坯进行喷射；优选地，使用含有干冰颗粒的压缩冷气流进行喷射，喷射干冰颗粒时传送带的传动速度为0.6～1m/min，干冰流量0.2～0.5kg/min，喷射压力4～8bar。
还包括将去除披锋后的生坯在不通风的环境中，常温下保持4～6h。
本发明具有如下有益效果：
本发明使用压缩冷气流对带披锋生坯进行喷射，生坯在低温下其所含的高分子聚合物脆化，导致带披锋生坯脆化后，利用喷射气流冲击力的作用去除披锋，相对于去mim生坯披锋方法，本发明工艺效率极大地提高，使用外力较小，且保证原生坯结构完整、不变形，同时也不影响金属原料的力学及其他性能。
本发明方法可以快捷高效地去除mim生坯披锋，极大地提高了生产效率及加工良率，还可以排除人为因素，实现自动化，并且生坯的脆化还提高了后段脱脂、烧结效率。本发明的具体优势体现为：
1.本发明改变了传统手动去生坯披锋工艺，采用低温脆化生坯去披锋，并配合传送带流水线工艺，实现了去披锋工艺自动化。
2.传统的手动去披锋生产效率低，如：某卡托产品，排班人力8人，班时12小时，日产能为80000pcs。采用本发明自动化工艺，排班人力2人，班时12小时，日产能为120000pcs，极大地提高了生产效率。
3.生坯件强度较低且结构复杂，人工去除容易抓取位置应力集中，导致生坯变形或开裂，平均不良率5％。采用本发明自动化工艺，无需人工操作，平均不良率降低到1％。
4.生坯脆化导致成型剂高分子材料的性能下降，使下一个工序脱脂、烧结更容易脱去坯体中的成型剂，很大程度上提高了脱脂烧结效率。而原金属粉末在低温下性能不受影响，所以不会影响整体产品的性能。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
金属粉末注射成型的原料成分为金属粉末加高分子聚合物，且通常高分子聚合物体积占比为35-40％。高分子聚合物的种类通常包括聚甲醛系列高分子、高密度聚烯烃系列高分子、树脂基系列高分子及硬脂酸、蜡系高分子材料，其中聚甲醛系列高分子占主要成分，占高分子聚合物体积80-90％。塑料在低温下，聚合物分子链的活动性变得越来越小，塑料的强度和韧性会随着温度的降低，持续下降，并且脆性会越来越大。而金属在-60℃以内，性能不会受到影响。成型后的生坯材料为占比60％-65％的金属粉末与占比35％-40％高分子聚合物的均匀混合材料。其中金属材料均匀分散在整体空间结构中，高分子聚合物则为粘结剂，将所有金属粉末粘结在一起，并保持产品的形状结构及一定的力学性能。则成型后生坯的保型性及力学性能核心影响因素是高分子聚合物的性能。生坯披锋是成型及切水口加工后需要去除的多余原料，其特点为尺寸厚度薄小，分布不均匀。
本发明去生坯披锋原理为：带披锋的生坯在低温下高分子聚合物脆化，利用压缩冷气流的喷射导致带披锋生坯脆化后，还利用喷射的气流的外力去除所有披锋，且保证原生坯结构完整、不变形，不影响金属原料的力学及其他性能。
在一种实施例中，一种去除金属粉末注射成型生坯的披锋的方法，包括使用压缩冷气流对生坯进行喷射，使生坯瞬间降温脆化，脆化后的生坯披锋在喷射气流冲击力的作用下脱落。
在优选的实施例中，所述压缩冷气流在压缩状态为液态或固态。
在更优选的实施例中，所述压缩冷气流在压缩状态为温度≤-60℃的液氮或液氩或干冰。
在更优选的实施例中，所述压缩冷气流中含有干冰颗粒，利用随气流喷射至生坯上的干冰颗粒固态升华为气态瞬间的体积膨胀产生的力及干冰颗粒随高速气流的冲击力去除生坯上披锋和毛刺。
在优选的实施例中，使用喷枪进行所述喷射，所述喷枪的射嘴位置距生坯的距离为10-20cm。该优选的距离既能保证生坯的温度降到足够低，使其达到足够的脆化程度，使得喷射气流能够将披锋吹落，又能避免生坯的温度过低，导致其脆化程度过高，以致喷射气流将生坯结构部分一起吹脱落。
在优选的实施例中，所述喷射的压力0.6mpa～1.4mpa。该优选的压力范围既能完全去除披锋，又不容易使生坯发生变形或导致结构残缺。
在优选的实施例中，一次喷射的持续时间为1～3秒。
在优选的实施例中，将使生坯瞬间降温脆化的温度控制在-45℃～-35℃。在特别优选的是实施例中，将使生坯瞬间降温脆化的温度控制在-40℃。
在优选的实施例中，去除生坯上披锋和毛刺的工艺过程包括将生坯放置在由传送带运送的治具上，传送带带动治具进入压缩冷气流喷射室，通过检测装置检测到治具和生坯到达预定喷射位置时使用压缩冷气流对生坯进行喷射。
在更优选的实施例中，使用含有干冰颗粒的压缩冷气流进行喷射，喷射干冰颗粒或粉末时传送带的传动速度为0.6～1m/min，干冰流量0.2～0.5kg/min，喷射压力4～8bar。
所述治具可以为(但不限为)将生坯固定住的夹具。
在更优选的实施例中，使用含有干冰颗粒的压缩冷气流进行喷射，所述治具包括在底壁和四周侧壁分布有多个排气孔而顶部开放的容器，传送带分布有多个排气孔。更佳地，容器的下方设置有多个高架脚，以使容器的底壁与传送带之间具有间隙。更佳地，所述投射管安装在所述传送带的上方，从上至下进行喷射。
在优选的实施例中，所述方法还包括将去除披锋后的生坯在不通风的环境中，常温下保持4-6h。
以下进一步描述一些具体实施例的工艺过程。
1.将切水口后带披锋生坯放置在传送带夹具上进行固定。夹具与生坯固定位置无披锋。
2.传送带夹具进入压缩冷气流喷射室，到达预定喷射位置。喷枪对生坯进行喷射，生坯瞬间冷凝，喷射气流的带动，脆化后的生坯披锋在喷射气流力作用下脱落。冷凝气体压缩状态为液体或固体，温度＜-60℃，如：液氮、液氩、干冰。喷枪射嘴位置距产品距离：10-20cm。一次喷射时间为1-3秒。喷枪射嘴喷射压力0.6mpa-1.4mpa。喷射气流使生坯的披锋在温度为-40±5℃下脆化，并去除脆化后的披锋。
3.脆化去除披锋后的生坯在不通风的环境中，常温下保持4-6h，即可进入下一个脱脂工艺。
实例1：
1.将切水口后带披锋生坯放置在传送带夹具上进行固定。要求夹具与生坯固定位置无披锋。
2.传送带夹具进入液氮气流喷射室，到达预定喷射位置，射嘴距产品距离15cm，喷枪对生坯进行喷射，喷射时间1秒，射嘴喷射压力1mpa，生坯脆化温度-38℃。生坯瞬间冷凝，喷射气流的带动，脆化后的生坯披锋在喷射气流力作用下脱落。
3.脆化去除披锋后的生坯在不通风的环境中，常温下保持6h，进入下一个脱脂工艺。
实例1：
将切水口后带披锋生坯放置在传送带夹具上进行固定。要求夹具与生坯固定位置无披锋。
2.传送带夹具进入干冰气流喷射室，到达预定喷射位置，射嘴距产品距离10cm，喷枪对生坯进行喷射，喷射时间1.5秒，射嘴喷射压力1mpa，生坯脆化温度-35℃。生坯瞬间冷凝，喷射气流的带动，脆化后的生坯披锋在喷射气流力作用下脱落。
3.脆化去除披锋后的生坯在不通风的环境中，常温下保持6h，进入下一个脱脂工艺。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。