烧结金属粉末制备脚踏支架的方法与流程

1.本发明涉及金属粉末注塑方法技术领域，具体地涉及一种烧结金属粉末制备脚踏支架的方法。


背景技术：

2.自行车现如今不仅仅是一种便捷的交通工具，也成为越来越主流的流行运动，例如公路自行车公路、山地自行车等。在自行车行进的过程中，有与自行车自身重量较轻的原因，时常会因为经过颠簸的路面、坑洞或者拉起车身跨越具有高度差的地形时，产生大大小小的震荡，产生的震荡会使车手与自行车分离，使得车手失去对自行车的控制，从而导致各种意外的发生，具有很大的安全风险。
3.因此，针对这种问题设计了一种可以加强自行车车蹬与车手脚部之间连接的脚踏支架。但是这种脚踏支架的体积较小，主体是环状的架体，为了保证其在使用中达到预期的效果，其自身的硬度和刚性具有很大的要求，而使用传统的焊接工艺难以保证其整体达到足够的硬度和刚性，无法满足其在使用中保持形状不变的要求。
4.因此，如何制备出符合使用要求的脚踏支架是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种烧结金属粉末制备脚踏支架的方法。
6.本发明的目的通过以下技术方案来实现：烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，包括如下步骤：s1：将配比好的金属粉末与添加剂经过充分混合，形成注射成型用混合料，所述金属粉末是不锈钢粉末、金属钛或其合金，添加剂是是聚甲醛；s2：将所述混合料放入注射机料筒内，由注塑机螺杆外的加热圈加热到215-220℃，形成具有流变性的塑性物料，并在一定注射压力下注入模具中，成型出毛坯产品；s3：将纯固态的草酸作为催化剂，连同待脱脂的毛坯产品一起放入脱脂炉，加热使固态草酸气化，去除所述毛坯产品中的有机物聚甲醛与氢；s4：将脱脂的毛坯产品放入真空高温烧结炉中进行高温烧结，烧结炉先用氮氧化物加热，烧结温度在1280-1320℃之间，烧结后的金属粉末脚踏支架产生致密化的收缩。
7.优选的，还包括s5、热处理步骤。
8.优选的，还包括s6、表面处理步骤，进行外表磁力抛光或添加光亮剂抛光。
9.优选的，所述步骤s1中，金属粉末的粒径范围是3-8μm。
10.优选的，所述步骤s1中，所述金属粉末和添加剂的比重是1：9。
11.优选的，所述步骤s2中，注射压力值为150-300bar。
12.优选的，所述步骤s2中，模具设定17%的缩水率。
13.本发明的有益效果主要体现在：
1、使用金属粉末注塑工艺来替代传统的焊接工艺，并去除其在烧结过程中具有的有机物，使得脚踏支架可以一体形成，并具有极高的致密性，以满足其硬度和刚性的要求，使其不易损坏；2、使用热处理，去除内应力，增加产品硬度。
具体实施方式
14.以下将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
15.在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
16.本发明揭示了一种烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，包括如下步骤：s1：将配比好的金属粉末与添加剂经过充分混合，形成注射成型用混合料，所述金属粉末是不锈钢粉末、金属钛或其合金，添加剂是是聚甲醛。在本优选实施例中，所述金属粉末的粒径范围是3-8μm。进一步的，所述金属粉末和添加剂的比重是1：9。这样使得所述金属粉末可以与添加剂进行充分的混合，来保证注塑型腔内的粉末充分混合且排布均匀，使得所述混合料具有良好的流变性能和粘度值，避免在以后的环节中由于金属粉末不均匀产生缺陷，提高脚踏支架的合格品率。
17.s2：将所述混合料放入注射机料筒内，由注塑机螺杆外的加热圈加热到215-220℃，形成具有流变性的塑性物料，并在一定注射压力下注入模具中，成型出毛坯产品。具体的，所述注射压力值为150-300bar，以保证所述塑性物料被均匀注入模具中。进一步的，在本优选实施例中，模具设定17%的缩水率，来适应塑性物料。在其他可行的实施例中，模具的缩水率根据具体的塑性物料设置。
18.s3：将纯固态的草酸作为催化剂，连同待脱脂的毛坯产品一起放入脱脂炉，加热使固态草酸气化，去除所述毛坯产品中的有机物聚甲醛与氢。此步骤去除有机物聚甲醛与氢之后，可以提高所述金属粉末的纯度，避免有机物进入高温烧结环节，避免有机物在高温状态下产生气体造成金属注塑内部结构的不致密，保证生产的脚踏支架的整体结构具有较高的硬度。
19.s4：将脱脂的毛坯产品放入真空高温烧结炉中进行高温烧结，烧结炉先用氮氧化物加热，烧结温度在1280-1320℃之间，烧结后的金属粉末脚踏支架产生致密化的收缩。为了避免烧结炉升温过快。使得脚踏支架在产生裂纹，此步骤中，所述烧结炉采用逐级升温法来进行脱脂。
20.s5、热处理步骤。此步骤主要是通过加热的方式来消除脚踏支架的内应力，增加脚踏支架的硬度。此为现有技术，此处不做赘述。
21.s6、表面处理步骤，进行外表磁力抛光或添加光亮剂抛光。
22.本发明使用金属粉末注塑工艺来替代传统的焊接工艺，将金属粉末和添加剂均匀混合成混合料，并放入注射机料筒内，由注塑机螺杆外的加热形成具有流变性的塑性物料，并脱去有机物，提高塑性物料的致密性，使其进行高温烧结后的产品具有高强度和高韧性，再通过热处理和抛光，形成精度高、结构均匀、性能优异、生产成本低的脚踏支架，满足脚踏支架的高硬度要求。此方法便于大批量、规模化的生产，提高了生产效率和合格品率，具有极高的实用性。经检测，本优选实施例中的所述金属粉末采用的材质为 17-4ph，经过本发明工艺形成的脚踏支架，硬度为hrc35-40，完美达到客户使用要求。
23.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
24.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：将配比好的金属粉末与添加剂经过充分混合，形成注射成型用混合料，所述金属粉末是不锈钢粉末、金属钛或其合金，添加剂是是聚甲醛；s2：将所述混合料放入注射机料筒内，由注塑机螺杆外的加热圈加热到215-220℃，形成具有流变性的塑性物料，并在一定注射压力下注入模具中，成型出毛坯产品；s3：将纯固态的草酸作为催化剂，连同待脱脂的毛坯产品一起放入脱脂炉，加热使固态草酸气化，去除所述毛坯产品中的有机物聚甲醛与氢；s4：将脱脂的毛坯产品放入真空高温烧结炉中进行高温烧结，烧结炉先用氮氧化物加热，烧结温度在1280-1320℃之间，烧结后的金属粉末脚踏支架产生致密化的收缩。2.根据权利要求1所述的烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：还包括s5、热处理步骤。3.根据权利要求1所述的烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：还包括s6、表面处理步骤，进行外表磁力抛光或添加光亮剂抛光。4.根据权利要求1所述的烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：所述步骤s1中，金属粉末的粒径范围是3-8μm。5.根据权利要求1所述的烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述金属粉末和添加剂的比重是1：9。6.根据权利要求1所述的烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：所述步骤s2中，注射压力值为150-300bar。7.根据权利要求1所述的烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，其特征在于：所述步骤s2中，模具设定17%的缩水率。

技术总结
本发明揭示了一种烧结金属粉末制备脚踏支架的方法，包括如下步骤：S1：将配比好的金属粉末与添加剂经过充分混合，形成注射成型用混合料；S2：将所述混合料放入注射机料筒内，由注塑机螺杆外的加热形成具有流变性的塑性物料，并在一定注射压力下注入模具中，成型出毛坯产品；S3：将待脱脂的毛坯产品和催化剂一起放入脱脂炉，加热去除所述毛坯产品中的有机物；S4：将脱脂的毛坯产品放入真空高温烧结炉中进行高温烧结，烧结炉先用氮氧化物加热，烧结温度在1280-1320℃之间，烧结后的金属粉末脚踏支架产生致密化的收缩。本发明使用金属粉末注塑工艺来使得脚踏支架可以一体形成，并具有极高的硬度和刚性，使其不易损坏。使其不易损坏。


技术研发人员：王罗平
受保护的技术使用者：昆山十全塑胶五金产品有限公司
技术研发日：2021.01.08
技术公布日：2022/7/14