一种与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的MIM制备工艺的制作方法

本发明属于金属材料焊接的，具体涉及一种与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺。

背景技术：

1、高尔夫是一种把享受大自然乐趣、体育锻炼和游戏集于一身的运动。随着人们生活水平的提高，越来越多的人选择高尔夫作为体育运动。为了使高尔夫球杆头能够发挥最佳打击效果，一般会在球杆头底部设置配重结构，以借助配重结构(如配重块)改变高尔夫球杆头的重心，进而增进其挥杆稳定性，也能控制球飞行距离落于预期位置。

2、目前，配重块通常由钨合金材料制成，球杆头通常由铁基材料如不锈钢制成，配重块与球杆头通常是以嵌入式、焊接或螺丝锁配的方式连接固定。但是，在焊接方式中，由于钨与钢在结晶学和物理性能方面相差很大，钨钢间焊接相当困难，所以通常的焊接方法是只使钢熔化，不使难熔金属钨熔化的熔焊-钎焊方法进行焊接或者纯钎焊，但钎焊的强度和精细程度较差，长期使用后球头本体和配重块之间容易发生松动，甚至发生脱落的情况。

3、mim是金属注射成形的简称，是一种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。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。聚合物将其粘性流动的特征赋予混合料，而有助于成形、模腔填充和粉末装填的均匀性。成形以后排除粘结剂，再对脱脂坯进行烧结。有的烧结产品还可能要进行进一步致密化处理、热处理或机加工。烧结产品不仅具有与塑料注射成形法所得制品一样的复杂形状和高精度，而且具有与锻件接近的物理、化学与机械性能。该工艺技术适合大批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的金属零部件的制造。

4、是否能结合mim制备工艺，来提高钨钢之间的可焊性、焊接强度和精细度，以解决钨钢之间焊接的难题，是申请人想着力解决的问题。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，该制备工艺突破了传统的钨钢间钎焊的方法，提升了钨钢间的可焊性、焊接强度和精细度。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、一种与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，包括以下步骤：

6、喂料制备步骤：将钨粉、镍铁粉以及分散剂、溶剂按比例加入球磨机中球磨并干燥，得到钨镍铁粉，然后将球磨好的钨镍铁粉与塑胶材料、增韧剂、流动性改善剂加入密炼机密炼并切粒，得到钨镍铁喂料；

7、注塑步骤：采用注塑机将钨镍铁喂料注射成钨螺钉；

8、脱脂步骤：采用草酸脱脂的工艺对钨螺钉进行脱脂；

9、涂覆步骤：对脱脂后的钨螺钉的螺帽外延涂覆一层铁基材料的墨水并干燥；

10、烧结步骤：将干燥好后的钨螺钉放入真空炉中进行烧结，得到与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉。

11、进一步地，喂料制备步骤中，球磨时间为7-9小时，密炼时间为0.8-1.5小时；

12、以重量份计：

13、分散剂：钨粉和镍铁粉总量为(0.1-5)：100；

14、溶剂：钨粉和镍铁粉总量为(1-8):1；

15、钨粉：镍铁粉为10:90-98:2；

16、镍铁粉中镍：铁为7:3；

17、分散剂为硬脂酸，溶剂为无水乙醇。

18、进一步地，钨粉由微米级钨粉和纳米级钨粉组成，按重量份计，微米级钨粉：纳米级钨粉为(8-9)：1，微米级钨粉的粒度为1-10μm；

19、镍铁粉的粒度是1-10μm。

20、进一步地，注塑步骤中，注塑模温度为60℃-120℃，钨镍铁喂料温度为170-210℃。

21、进一步地，脱脂步骤包括：

22、s1：冲洗50-70分钟，脱脂温度为100-200℃，进酸量为1-3g/min；

23、s2：脱脂15-30小时，脱脂温度为100-200℃，进酸量为1-7g/min；

24、s3：冲洗1-4小时，冲洗温度为100-200℃，进酸量0。

25、进一步地，涂覆步骤中：

26、铁基材料的墨水由铁基粉末与无水乙醇和添加剂混合而成；

27、铁基粉末为不锈钢、17-4和8620中一种或多种，铁基粉末的粒径为纳米级；

28、铁基材料的墨水中，铁基粉末的质量浓度为1-20％；

29、添加剂为油酸、硬脂酸和pvp中的一种或多种；

30、干燥的处理方法为在空气中干燥10-30分钟。

31、进一步地，铁基材料的墨水的制备方法为：将铁基粉末和添加剂加入至无水乙醇中，充分搅拌并超声20-40分钟，超声频率为28-100khz，然后过滤，过滤精度为4.5-5.5μm。

32、进一步地，涂覆步骤采用的涂覆方法包括喷涂、浸泡或涂覆，烧结步骤采用三段烧结工艺。

33、进一步地，烧结步骤中：第一段采用氮气下烧结，第二段采用真空下预烧结，第三段采用氩气下烧结。

34、进一步地，第一段烧结温度为0-800℃，烧结时间为10-20小时；

35、第二段烧结温度为800-1100℃，烧结时间为1-5小时；

36、第三段烧结温度为1100-1400℃，烧结时间为1-10小时，烧结完成后缓慢降温至常温。

37、(三)有益效果

38、本发明的有益效果是：

39、通过本发明的技术方案，在钨螺钉上涂了铁基材料的墨水的部位将形成一层与基材相比，钨含量更低的钨镍铁合金，这个较低钨含量的钨镍铁合金与铁基材料有良好的可焊接性，突破了传统的钨钢间钎焊的方法，提升了钨钢间的可焊性、焊接强度和精细度。

技术特征：

1.一种与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：注塑步骤中，注塑模温度为60℃-120℃，钨镍铁喂料温度为170-210℃。

5.根据权利要求1所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：脱脂步骤包括：

6.根据权利要求1所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：涂覆步骤采用的涂覆方法包括喷涂、浸泡或涂覆，烧结步骤采用三段烧结工艺。

9.根据权利要求8所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的mim制备工艺，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉的MIM制备工艺，包括以下步骤：喂料制备步骤：将钨粉、镍铁粉以及分散剂、溶剂按比例加入球磨机中球磨并干燥，得到钨镍铁粉，然后将球磨好的钨镍铁粉与塑胶材料、增韧剂、流动性改善剂加入密炼机密炼并切粒，得到钨镍铁喂料；注塑步骤：采用注塑机将钨镍铁喂料注射成钨螺钉；脱脂步骤：采用草酸脱脂的工艺对钨螺钉进行脱脂；涂覆步骤：对脱脂后的钨螺钉的螺帽外延涂覆一层铁基材料的墨水并干燥；烧结步骤：将干燥好后的钨螺钉放入真空炉中进行烧结，得到与铁基材料有良好焊接性和高精度的钨螺钉。本发明突破了传统的钨钢间钎焊的方法，提升了钨钢间的可焊性、焊接强度和精细度。

技术研发人员：杨炽洪,詹勋峰,李广兵,杨汉波,林金才,肖海斌
受保护的技术使用者：广东银纳科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15