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超級合金粉末與取代粉末冶金MIM製造工藝發明

团队成员 童兆年,黃隆偉,侯春樹 大赛年份 2023年
大赛届次 第18届 奖项 入围奖
发明人姓名 童兆年,黃隆偉
技术领域 材料,
应用行业 汽車, 家電, 機械, 資訊, 自動化, 軍工...等產業
项目类别 专有技术
专利类型
专利情况 申请号 申请日期
专利号 授权日期
计算机软件著作权证书登记号
项目简介 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新
本發明包含3大部分: 1. 填料: 一種創新的金屬粉末配方,將潤滑油、黏結劑與金屬粉末依適當比例攪拌均勻後作為混合料,以加熱裝置對混合料進行加熱,同時利用螺桿加壓將混合料輸送到一組合模具內,該組合模具固定在一模座上,上下模具間有可控制的間隙及潤滑油流道,並在模具間隙與潤滑流道的外緣具有一密封空間,此密封空間可抽真空以利潤滑油的溢流與回收。 2. 擠壓成型與回收潤滑油: 一旦混合料被擠壓到組合模具內達飽和時,啟動加壓的活動模具,反覆對組合模具內的混合料進行多次擠壓排油及成型,此時混合料內含的潤滑油會經由上下模具間可控制的間隙與潤滑油流道流出到密封空間內,並被泵浦抽取後回收使用,如此零件可以在很低的壓力下充填進料,而模座加壓同時擠油排油及成形後的生胚具有高緻密性。 3. 脫油與燒結: 燒結前段利用加熱脫去殘餘潤滑油後,繼續高溫燒結得到具有高精度與高密度緻密性的3D複雜零件。創新的超級合金粉末, 乃利用一般粉末冶金常用的粗粉合金粉末,不須使用高耗能昂貴的羰基鐵粉,只需添加適當比例的助燒劑元素及後續處理製程, 經一次壓制與一次燒結後, 完成高強度, 高密度, 高硬度, 低成本的零件。
2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面
1. 超級合金材料的材料特性可大幅超越MPIF (PM Structural parts)標準, 如齒輪的齒抗破壞強度可增加100%, 硬度可增加30%以上, 密度可達7.8g/cm3以上(如附檔技術方案說明) 2. 超級合金材料其粒度分佈小於100目,顆粒型態為不規則狀,可直接乾壓成型, 亦可混合潤滑油進行半液態射出擠壓成形, 螺桿射出將模具填滿料, 上下模具對壓擠油將油料排除胚體外, 脫脂燒結一個cycle只需6~8小時完成, 比傳統MIM工藝製程週期6 ~ 8天,減少85%以上! 3. 傳統粉末冶金無法3D成型,非要MIM工藝製造,乾壓或射出成形兩者合而為一。 4. 和傳統MIM製造工藝相比較,MIM必須使用昂貴的羰基鐵粉,及高分子塑料混合製程射出餵料,一般射出餵料回收率再處理比例約40~50%,本發明可大幅減少此無效製程,達成有效降低製造成本的目的。 5. 和傳統MIM製造工藝相比較,MIM必須使用耗時耗能的酸脫及熱脫工藝製程,本發明只需使用真空低溫快速熱脫工藝,大幅降低生產設備投入成本。
项目进展阶段 有样品
备注