专利名称：复合金属的一体成型方法
复合金属的一体成型方法技术领域
本发明有关于一种复合金属的一体成型方法，特别是运用于异质金属或不同比重 合金的一体成型方法。
背景技术：
请配合参照图1，现有复合金属配重体的成型方法，如中国台湾公告M291310号 “具有高比重复合配重体的高尔夫球杆头”专利案所示，其于一高尔夫球杆头的本体91上设 有一高比重的复合配重体92，该配重体92由异质金属的一配重外层921及一配重内层922 构成。
其中该配重体92的成型方法，先运用铸造技术制作该配重外层921，再运用压合 技术使该配重内层922的金属粉末与该配重外层921互相结合，并运用烧结技术使该配重 内层922成型，最后即可将该配重体92焊接固定于该本体91。
然而，该现有配重体92的成型方法必须先铸造该配重外层921，再经由压合及烧 结方式使该配重内层922与该配重外层921结合为一体，因此至少必须经过铸造、压合及烧 结等工序，制作上较不方便。
而且，运用铸造及烧结方式成型该配重外层921及配重内层922时，由于铸造及烧 结的加工特性不同，对于材料的成型性质要求也有所不同，例如以相同成分但不同比重的 合金分别制作该配重外层921及配重内层922时，该合金材料本身的成型性质必须同时符 合铸造及烧结的加工特性要求，但是并非所有的合金材料都能够同时适用于铸造及烧结成 型，因此该现有的成型方法使得材料的选择受到限制。
另外，该现有配重体92的成型方法先铸造该配重外层921之后，再压合及烧结该 配重内层922，因此该配重外层921及配重内层922并非同时一体成型，使得该配重外层 921及配重内层922之间的结合强度不足。发明内容
本发明的目的是提供一种复合金属的一体成型方法，可简化制成工序，制作较为 方便。
本发明的另一目的是提供一种复合金属的一体成型方法，可使复合金属的材料选 择较不受限制。
本发明的又一目的是提供一种复合金属的一体成型方法，可提升复合金属之间的 结合强度。
根据本发明一种复合金属的一体成型方法，包含一制备步骤，制备至少二种金属 或合金粉末；一成型步骤，利用压制成型方式将其中一种金属或合金粉末压制成一单胚料， 再将该单胚料与其他金属或合金粉末压制成一复合金属胚料；及一烧结步骤，将该复合金 属胚料烧结形成一复合金属成品。
根据本发明一种复合金属的一体成型方法，包含一制备步骤，制备至少二种金属或合金粉末；一成型步骤，利用射出成型方式将其中一种金属或合金粉末注入一模具中以成型一单胚料，再将该单胚料置于另一模具中，并注入其他金属或合金粉末以成型一复合金属胚料；及一烧结步骤，将该复合金属胚料烧结形成一复合金属成品。
本发明的有益效果在于本发明复合金属的一体成型方法，将该至少二种金属或合金粉末，经由成型步骤制成该复合金属胚料后，再施以一次烧结，使该至少二种金属或合金粉末一体烧结成型为复合金属成品，简化制成工序，使制作更为方便；本发明复合金属的一体成型方法，将该至少二种金属或合金粉末成型为该复合金属胚料后，即一体烧结成型为复合金属成品，故利用“单一加工方式”即可制作，因此在材料的选择方面，较不需要考虑材料本身对于加工法的适应性因素，材料选择较不受限制；本发明复合金属的一体成型方法，将该至少二种金属或合金粉末成型为该复合金属胚料后，即一体烧结成型为复合金属成品，使该至少二种金属或合金粉末的表面同时形成再结晶层，提升了各该金属或合金粉末之间的机械强度及结合强度。
图1 :现有高尔夫球杆头的本体及配重体的立体分解图。
图2 :本发明成型方法的操作步骤示意图。
其中
〔本发明〕
SI制备步骤S2成型步骤
S3烧结步骤S4脱粘步骤
S5表面修整步骤
〔现有技术〕
91本体92配重体
921配重外层922配重内层具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下
请参照图2所示，本发明复合金属的一体成型方法包含一制备步骤S1、一成型步骤S2及一烧结步骤S3。其中该制备步骤SI制备至少二种金属或合金粉末；该成型步骤S2 将该至少二种金属或合金粉末制成一复合金属胚料；该烧结步骤S3将该复合金属胚料烧结形成一复合金属成品。
该制备步骤SI制备至少二种金属或合金粉末，例如至少二种异质纯金属粉末、至少二种异质合金粉末，或至少二种同质但不同比重的合金粉末。更详言之，该制备步骤SI可选择切削法(Machining)、滚磨法(Milling)、雾化法(Atomization)、成粒法 (Granulation)、电角军堆积法(Electrolytic Deposition)或还原法(Reduction Method) 等其中之一，将至少二种异质纯金属制成粉末，以获得该至少二种异质纯金属粉末。当制备至少二种异质合金粉末或不同比重的合金粉末时，可选择先将数种纯金属制成粉末后， 再将该数种纯金属粉末依照所需比例混合，以获得该至少二种异质合金粉末，或至少二种同质但不同比重的合金粉末，另外，也可选择先制备至少二种异质合金或不同比重的合金， 再将该至少二种异质合金或不同比重的合金制成粉末，同样可获得该至少二种异质合金粉 末，或至少二种同质但不同比重的合金粉末。
该成型步骤S2可选择压制成型(PM)或射出成型(MIM)其中之一，将该至少二种 金属或合金粉末制成一复合金属胚料。更详言之，运用压制成型(PM)将该至少二种金属或 合金粉末制成该复合金属胚料时，采用数个模具并依序对该至少二种金属或合金粉末进行 数道压制，以形成该复合金属胚料。举例而言，欲将二种异质纯金属粉末压制成该复合金属 胚料时，先将其中一种纯金属粉末填入一模具内压制成一单胚料，再将该单胚料置于另一 模具内，并填入另一种纯金属粉末进行压制，使该二种异质纯金属粉末被压制聚合成该复 合金属胚料。该成型步骤S2以一预定压力进行压制，该预定压力依据该单胚料及复合金属 胚料的形状，以及所压制金属粉末的材质而有所不同，且该预定压力较佳为20 100吨。
再者，运用射出成型(MIM)将该至少二种金属或合金粉末制成该复合金属胚料 时，采用数个射出模具并依序将该至少二种金属或合金粉末进行数道射出，以形成该复合 金属胚料。举例而言，欲将二种异质纯金属粉末射出成型该复合金属胚料时，先将其中一种 纯金属粉末注入一射出模具中以成型为一单胚料，再将该单胚料置于另一射出模具内，并 注入另一种纯金属粉末，使该二种异质纯金属粉末在该模具内聚合成该复合金属胚料。另 外，进行射出成型时，可以在该二种异质金属粉末中添加高分子材料作为粘结剂，以增加该 二种异质纯金属粉末的聚合力，所添加的高分子材料可为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或蜡基 粘结剂等其中之一，且较佳选择为腊基粘结剂，更佳为石腊(Paraffin)。
该烧结步骤S3将该复合金属胚料烧结形成一复合金属成品。更详言之，该烧结步 骤S3将该复合金属胚料加热至一预定温度，并持续一预定时间，使聚合形成该复合金属胚 料的该至少二种金属或合金粉末的表面再结晶，以提升各该金属或合金粉末之间的机械强 度及结合强度，进而一体形成该复合金属成品。其中，该烧结步骤S3的预定温度依据所烧 结金属或合金粉末的材质及比重而有所不同，该预定温度一般低于所烧结金属或合金粉末 的熔点，例如欲将二种不同熔点的金属或合金粉末烧结形成该复合金属成品时，该预定温 度低于熔点较低的该金属或合金粉末的熔点，且较佳为1370 1450°C，而该烧结步骤S3的 预定时间较佳为I小时。另外，欲将至少二种同质但不同比重的合金粉末烧结形成该复合 金属成品时，该预定温度依据所烧结合金粉末的比重而有所不同，一般而言，合金材料的比 重越大则熔点越高，也即比重越大则该预定温度也越高。
此外，进行烧结步骤S3时，为避免金属或合金粉末与大气接触而氧化，可使用还 原性气体以阻止高温时形成有害的氧化层。
本发明复合金属的一体成型方法也可于该成型步骤S2之后施以一脱粘步骤S4。 更详言之，该成型步骤S2若选择射出成型(MIM)时，于该至少二种金属或合金粉末添加高 分子材料作为粘结剂，以增加该金属或合金粉末的聚合力，因此该成型步骤S2之后，可借 助该脱粘步骤S4去除该粘结剂，该脱粘步骤S4可采用加热方式以去除该粘结剂。
本发明复合金属的一体成型方法也可于该烧结步骤S3之后施以一表面修整步骤 S5。更详言之，该表面修整步骤S5可运用切削、研磨或切割等方式，对该复合金属成品表面 进行修整，以获得所需配件。
本发明的成型方法可运用于各种复合金属配件的制作，举例而言，制作一高尔夫球杆头的双比重配重体时，先进行制备步骤SI，以制备二种不同比重的钨-铁-镍 (W-Fe-Ni)合金粉末，再依序进行成型步骤S2及烧结步骤S3，以形成该双比重配重体，其 中，该制备步骤S1、成型步骤S2及烧结步骤S3的详细操作方式已如前述，故不再赘述。
由于该双比重配重体由二种不同比重的钨-铁-镍合金所构成，例如该双比重配 重体可为内、外双层结构，外层可采用低比重(9. 3 14g/cm3)的钨-铁-镍合金，内层可 采用高比重(14 18g/cm3)的钨-铁-镍合金，因此当该双比重配重体利用焊接技术结合 于一高尔夫球杆头时，不仅可以克服高比重合金因为熔点高，所导致焊接困难及易产生裂 纹的问题，也可以解决高比重合金与该高尔夫球杆头本体的色差问题。
如上所述，本发明复合金属的一体成型方法，将该至少二种金属或合金粉末，经由 成型步骤S2制成该复合金属胚料后，再施以一次烧结，使该至少二种金属或合金粉末一体 烧结成型为复合金属成品，以达到简化制成工序，使制作更为方便的功效。
本发明复合金属的一体成型方法，将该至少二种金属或合金粉末成型为该复合金 属胚料后，即一体烧结成型为复合金属成品，故利用“单一加工方式”即可制作，因此在材料 的选择方面，较不需要考虑材料本身对于加工法的适应性因素，具有材料选择较不受限制 的功效。
本发明复合金属的一体成型方法，将该至少二种金属或合金粉末成型为该复合金 属胚料后，即一体烧结成型为复合金属成品，使该至少二种金属或合金粉末的表面同时形 成再结晶层，具有提升各该金属或合金粉末之间的机械强度及结合强度的功效。
虽然本发明已利用上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟习此 技艺者在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本发 明所保护的技术范畴，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种复合金属的一体成型方法，其特征在于，包含 一个制备步骤，制备至少两种金属或合金粉末； 一个成型步骤，利用压制成型方式将其中一种金属或合金粉末压制成一个单胚料，再将该单胚料与其他金属或合金粉末压制成一个复合金属胚料；及 一个烧结步骤，将该复合金属胚料烧结形成一个复合金属成品。
2.如权利要求1所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，该压制成型方式以一个预定压力进行压制，该预定压力为20 100吨。
3.一种复合金属的一体成型方法，其特征在于，包含 一个制备步骤，制备至少两种金属或合金粉末； 一个成型步骤，利用射出成型方式将其中一种金属或合金粉末注入一个模具中以成型一个单胚料，再将该单胚料置于另一个模具中，并注入其他金属或合金粉末以成型一个复合金属胚料；及 一个烧结步骤，将该复合金属胚料烧结形成一个复合金属成品。
4.如权利要求3所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，射出成型该单胚料或复合金属胚料时，该至少两种金属或合金粉末中添加有粘结剂。
5.如权利要求4所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，该成型步骤之后，对该复合金属胚料施以一个脱粘步骤，该脱粘步骤采用加热方式去除该粘结剂。
6.如权利要求4所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，该粘结剂为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或石蜡。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，该烧结步骤将该复合金属胚料加热至一个预定温度，并持续一个预定时间，且该预定温度低于该至少两种金属或合金粉末的熔点。
8.如权利要求7所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，该预定温度为1370 1450°C，该预定时间为I小时。
9.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的复合金属的一体成型方法，其特征在于，该烧结步骤之后，对该复合金属成品施以一个表面修整步骤。
全文摘要
本发明有关于一种复合金属的一体成型方法，包含一制备步骤，制备至少二种金属或合金粉末；一成型步骤，利用压制成型方式或射出成型方式将其中一种金属或合金粉末制成一单胚料，再将该单胚料与其他金属或合金粉末制成一复合金属胚料；及一烧结步骤，将该复合金属胚料烧结形成一复合金属成品。本发明复合金属的一体成型方法可简化制成工序，制作较为方便；可使复合金属的材料选择较不受限制；可提升复合金属之间的结合强度。
文档编号B22F3/16GK103008662SQ201110285178
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者李宝斌, 王国杰 申请人:复盛应用科技股份有限公司