一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法与流程

本发明涉及钛合金复合金属制备技术领域，尤其涉及一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法。

背景技术：

钛合金复合材料由于具备抗疲劳、耐磨、高导热、低热膨胀以及辐射屏蔽等优点，已成为航空航天、电子封装、装备、核电、汽车、医疗、轨道交通等的关键材料，金属基复合材料是以钛金属为基体，并添加其他材料制备的钛合金材料。

传统的钛合金金属材料多通过压铸、搅拌铸造等方法为主，但这些方法普遍存在工艺设备复杂，成本较高，制备质量差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决传统的钛合金金属材料多通过压铸、搅拌铸造等方法为主，但这些方法普遍存在工艺设备复杂，成本较高，制备质量差的缺点，而提出的一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法，包括以下制备步骤：

s1：准备原料并处理；

s2：原料预热混合；

s3：熔炼除杂；

s4：注射成型；

s5：冷却脱模；

s6：外形加工；

s7：性能检测。

优选的，所述s1中原料包括钛金粉末60～80份、粘结剂10-15份、碳化硼粉末3-4份、铝粉末3-4份、镁粉末1-2份、铜粉末1.5-2.5份、镍粉末2-3份、碳纤维粉末5-8份、改性剂0.5-0.8份。

优选的，所述碳纤维粉末制备方式为：

第一，取出碳纤维原料进行去胶、清洁、干燥处理；

第二，并使用粉碎机粉碎，使用500目滤网多次筛选；

第三，称重适量的碳纤维粉末备用。

优选的，所述粘结剂包括度聚乙烯3-4份、硬脂酸2-3份、聚乙二醇2.2-2.8份、聚乙烯2-3份。

优选的，所述s2中取出碳纤维粉末，将其余原料加入混合器中混合预热，预热温度为50-70℃，混合时间为30-40min，制得混合料。

优选的，所述s3中熔炼除杂包括以下步骤：

第一，将混合料加入熔炼炉内进行熔炼；

第二，熔炼前通入氮气，将熔炼炉内的氧气挤压排出；

第三，熔炼温度为350-400℃，升温时间为10-15min，熔炼时间为30-40min；

第四，熔炼炉降温200-250℃，降温时间为5-8min；

第五，导入碳纤维粉末进行充分混合；

第六，熔炼完成后，进行过滤除杂，得到金属液。

优选的，所述s4中将熔炼后的金属液导入注射机内，利用注射机将金属液注入模具中，注射温度为250-260℃，材料成型时间为30-40min。

优选的，所述s5中材料成型后，脱模取出材料放入冷油中，采用油冷的方式降温冷却，冷却时间为20-30min，直到材料降至35-40℃，取出材料清洁。

优选的，所述s6中材料表面打磨、去角。

优选的，所述s7中对材料进行性能检测，具体包括：硬度检测、韧性检测、质量检测。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明操作简单方便，采用注射的方式，可以一体成型，且降低了制备难度；制备时添加多种金属和纤维，可以提高复合材料的强度和韧性。

附图说明

图1为本发明提出的一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1，一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法，包括以下制备步骤：

s1：准备原料并处理；

s2：原料预热混合；

s3：熔炼除杂；

s4：注射成型；

s5：冷却脱模；

s6：外形加工；

s7：性能检测。

本实施例中，s1中原料包括钛金粉末60份、粘结剂10份、碳化硼粉末3份、铝粉末3份、镁粉末1份、铜粉末1.5份、镍粉末2份、碳纤维粉末5份、改性剂0.5份。

优选的，所述碳纤维粉末制备方式为：

第一，取出碳纤维原料进行去胶、清洁、干燥处理；

第二，并使用粉碎机粉碎，使用500目滤网多次筛选；

第三，称重适量的碳纤维粉末备用。

本实施例中，粘结剂包括度聚乙烯3份、硬脂酸3份、聚乙二醇2份、聚乙烯2份。

本实施例中，s2中取出碳纤维粉末，将其余原料加入混合器中混合预热，预热温度为50℃，混合时间为30min，制得混合料。

本实施例中，s3中熔炼除杂包括以下步骤：

第一，将混合料加入熔炼炉内进行熔炼；

第二，熔炼前通入氮气，将熔炼炉内的氧气挤压排出；

第三，熔炼温度为350℃，升温时间为10-15min，熔炼时间为30min；

第四，熔炼炉降温200℃，降温时间为5-8min；

第五，导入碳纤维粉末进行充分混合；

第六，熔炼完成后，进行过滤除杂，得到金属液。

本实施例中，s4中将熔炼后的金属液导入注射机内，利用注射机将金属液注入模具中，注射温度为250℃，材料成型时间为30min。

本实施例中，s5中材料成型后，脱模取出材料放入冷油中，采用油冷的方式降温冷却，冷却时间为20min，直到材料降至35-40℃，取出材料清洁。

本实施例中，s6中材料表面打磨、去角。

本实施例中，s7中对材料进行性能检测，具体包括：硬度检测、韧性检测、质量检测。

实施例二

参照图1，一种钛合金复合材料的金属注射成形的制备方法，包括以下制备步骤：

s1：准备原料并处理；

s2：原料预热混合；

s3：熔炼除杂；

s4：注射成型；

s5：冷却脱模；

s6：外形加工；

s7：性能检测。

本实施例中，s1中原料包括钛金粉末80份、粘结剂12份、碳化硼粉末4份、铝粉末4份、镁粉末2份、铜粉末2.5份、镍粉末3份、碳纤维粉末8份、改性剂0.8份。

优选的，所述碳纤维粉末制备方式为：

第一，取出碳纤维原料进行去胶、清洁、干燥处理；

第二，并使用粉碎机粉碎，使用500目滤网多次筛选；

第三，称重适量的碳纤维粉末备用。

本实施例中，粘结剂包括度聚乙烯4份、硬脂酸3份、聚乙二醇2份、聚乙烯3份。

本实施例中，s2中取出碳纤维粉末，将其余原料加入混合器中混合预热，预热温度为70℃，混合时间为40min，制得混合料。

本实施例中，s3中熔炼除杂包括以下步骤：

第一，将混合料加入熔炼炉内进行熔炼；

第二，熔炼前通入氮气，将熔炼炉内的氧气挤压排出；

第三，熔炼温度为400℃，升温时间为10-15min，熔炼时间为40min；

第四，熔炼炉降温250℃，降温时间为5-8min；

第五，导入碳纤维粉末进行充分混合；

第六，熔炼完成后，进行过滤除杂，得到金属液。

本实施例中，s4中将熔炼后的金属液导入注射机内，利用注射机将金属液注入模具中，注射温度为260℃，材料成型时间为40min。

本实施例中，s5中材料成型后，脱模取出材料放入冷油中，采用油冷的方式降温冷却，冷却时间为30min，直到材料降至35-40℃，取出材料清洁。

本实施例中，s6中材料表面打磨、去角。

本实施例中，s7中对材料进行性能检测，具体包括：硬度检测、韧性检测、质量检测。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。