发明公布-202011499424.9-一种不锈钢粉末的注射成型喂料及制备方法
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<blockquote>
<p>以下内容整理自《发明公布-202011499424.9-一种不锈钢粉末的注射成型喂料及制备方法.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)中华人民共和国国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 112658246 A</p>
<p>(43)申请公布日 2021.04.16</p>
<p>(21)申请号 202011499424 .9</p>
<p>(22)申请日 2020 .12 .17</p>
<p>(71)申请人 合肥工业大学</p>
<p>地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路</p>
<p>193号</p>
<p>(72)发明人 马海红 陈国明</p>
<p>徐卫兵</p>
<p>周正发</p>
<p>任凤梅</p>
<p>(74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通</p>
<p>合伙) 31219</p>
<p>代理人 林凡燕</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 1/00 (2006 .01)</p>
<p>CN 112658246 A</p>
<p>权利要求书2页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种不锈钢粉末的注射成型喂料及制备方</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明提供一种不锈钢粉末的注射成型喂</p>
<p>料及制备方法，</p>
<p>该注射成型喂料的原料组成至少</p>
<p>包括：</p>
<p>表面分别带羧基和环氧基的不锈钢金属粉</p>
<p>骨架聚合物、</p>
<p>石蜡和催化剂。在喂料制备过程</p>
<p>先用端羧基超支化聚酯和端环氧基超支化聚</p>
<p>酯对不锈钢金属粉末进行表面改性处理，</p>
<p>得到表</p>
<p>面分别带羧基和带环氧基官能团的不锈钢粉末，</p>
<p>然后与骨架聚合物、</p>
<p>石蜡、</p>
<p>催化剂混炼，</p>
<p>不锈钢粉</p>
<p>末间的羧基与环氧基之间发生反应，</p>
<p>使得不锈钢</p>
<p>粉末之间形成化学键连接，</p>
<p>使其在喂料中连接更</p>
<p>紧密，</p>
<p>有效提高了粉末装载量，</p>
<p>在保证喂料良好</p>
<p>流动性前提下，</p>
<p>喂料混炼均匀性提高、生坯密度</p>
<p>和强度增加，</p>
<p>脱脂后的保型性提升。</p>
<p>说明书7页</p>
<p>附图1页</p>
<p>CN 112658246 A</p>
<p>1/2 页</p>
<p>1 .一种不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述喂料包括表面带羧基官能团的</p>
<p>不锈钢金属粉末、表面带环氧基官能团的不锈钢金属粉末、骨架聚合物、石蜡和催化剂，</p>
<p>组分的重量百分含量如下：</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述表面带羧基的</p>
<p>不锈钢粉末为经端羧基超支化聚酯改性的不锈钢粉末，</p>
<p>所述表面带环氧基的不锈钢粉末为</p>
<p>经端环氧基超支化聚酯改性的不锈钢粉末。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述表面带羧基官</p>
<p>能团的不锈钢金属粉末的重量百分含量为45％～48％，</p>
<p>所述表面带环氧基官能团的不锈钢</p>
<p>金属粉末的重量百分含量为45％～48％。</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述骨架聚合物的</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>重量百分含量为4 .7％～5 .2％，</p>
<p>所述骨架聚合物为高密度聚乙烯。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述石蜡为微晶</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述催化剂为2，</p>
<p>6‑三(二甲胺基甲基)苯酚、N ,N‑二甲基苄胺、三乙胺、异辛酸亚锡中的一种或几种的混合</p>
<p>7 .一种权利要求1所述的不锈钢粉末的注射成型喂料的制备方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>包括以</p>
<p>下步骤：</p>
<p>S1称取适量骨架聚合物提供骨架支撑，</p>
<p>称取适量石蜡作为小分子组元提供一定的流动</p>
<p>S2对不锈钢粉末进行表面处理，</p>
<p>获得表面分别带羧基和环氧基的两种不锈钢粉末；</p>
<p>S3将所述表面分别带羧基和环氧基的不锈钢粉末、骨架聚合物、石蜡和催化剂置于密</p>
<p>炼机中密炼，</p>
<p>获得不锈钢粉末的注射成型喂料。</p>
<p>8 .根据权利要求7所述的不锈钢粉末的注射成型喂料的制备方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>所述骨</p>
<p>架聚合物为高密度聚乙烯，</p>
<p>所述石蜡为微晶蜡。</p>
<p>9 .根据权利要求7所述的不锈钢粉末的注射成型喂料的制备方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤S2</p>
<p>中包括如下步骤：</p>
<p>S21将90‑100份不锈钢粉末加入高速混合机中；</p>
<p>S22将0 .3‑0 .7份端羧基超支化聚酯、0 .4‑0 .9份丙酮、0 .003‑0 .009份异辛酸亚锡充分</p>
<p>搅拌至溶解，</p>
<p>获得端羧基超支化聚酯改性剂；</p>
<p>CN 112658246 A</p>
<p>2/2 页</p>
<p>S23将0 .3‑0 .7份端环氧基超支化聚酯、无水乙醇、</p>
<p>甲苯(无水乙醇与甲苯质量比为1：</p>
<ol>
<li>，</li>
</ol>
<p>以及0 .003‑0 .009份2，</p>
<p>6‑三(二甲胺基甲基)苯酚充分搅拌至溶解，</p>
<p>获得端环氧基超支</p>
<p>化聚酯改性剂；</p>
<p>S24待所述不锈钢粉末温度达到130‑150℃时，</p>
<p>将所述步骤S22获得的改性剂加入高速</p>
<p>混合机中与粉末混合，</p>
<p>搅拌混料后使用丙酮洗涤粉末，</p>
<p>将粉末置于真空干燥箱中干燥，</p>
<p>表面带羧基的不锈钢粉末；</p>
<p>S25待所述不锈钢粉末温度达到130‑150℃时，</p>
<p>将所述步骤S23获得的改性剂加入高速</p>
<p>混合机中与粉末混合，</p>
<p>搅拌混料后使用甲苯和无水乙醇混合溶剂洗涤粉末，</p>
<p>将粉末置于真</p>
<p>空干燥箱中干燥，</p>
<p>得到表面带环氧基的不锈钢粉末；</p>
<p>所述份为质量份。</p>
<p>10 .根据权利要求7所述的不锈钢粉末的注射成型喂料的制备方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>S3中，</p>
<p>所述密炼机的转速为50‑100rpm，</p>
<p>混炼温度为130‑150℃，</p>
<p>混炼时间为30‑60min。</p>
<p>CN 112658246 A</p>
<p>1/7 页</p>
<p>一种不锈钢粉末的注射成型喂料及制备方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明属于金属粉末注射成型技术领域，</p>
<p>尤其涉及一种不锈钢粉末的注射成型喂</p>
<p>料及制备方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding，</p>
<p>简称MIM)是一种新型的</p>
<p>用金属粉末快速制造复杂几何形状零件的粉末冶金近净成型技术，</p>
<p>将粉末冶金工艺和注射</p>
<p>成型加工的优势整合到MIM技术中，</p>
<p>使其成为成型零件制造行业的新导向。近年来，</p>
<p>电子产</p>
<p>医疗器械、</p>
<p>军工等领域对零件的复杂形状、</p>
<p>小型化、</p>
<p>精密化程度的要求不断提高。传统的</p>
<p>金属铸造工艺常存在表面粗糙、尺寸精度差、</p>
<p>成本高、技术复杂等缺点，</p>
<p>使其发展和应用受</p>
<p>到一定的限制，</p>
<p>而金属粉末注射成型技术具有工件精度高、</p>
<p>机械性能优良等优点，</p>
<p>具有广阔</p>
<p>的发展前景。</p>
<p>[0003] 现有技术多致力于研究金属粉末属性、</p>
<p>粘结剂属性、</p>
<p>组分比例以及加工工艺等方</p>
<p>面展开，</p>
<p>但涉及金属粉末的表面状态、</p>
<p>金属粉末表面处理和改性、</p>
<p>粉末表面接触原理以及其</p>
<p>与粘结剂的相互作用研究较少，</p>
<p>而这些因素对金属粉末注射成型有重要影响。金属粉末注</p>
<p>射成型中常见由于粉末与粘结剂相容性不佳、</p>
<p>喂料流动性差、粉末装载量低等原因出现坯</p>
<p>体强度不高，</p>
<p>在脱脂烧结后表现出缺陷、</p>
<p>空洞、</p>
<p>鼓泡甚至是严重裂纹和塌陷等不足，</p>
<p>导致无</p>
<p>法满足制件精密度和保型性能要求。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，</p>
<p>提供一种不锈钢粉末的注射成型喂料</p>
<p>及制备方法，</p>
<p>采用两种用不同超支化聚酯表面改性的不锈钢粉末与粘结剂结合，</p>
<p>在制备喂</p>
<p>料过程中通过粉末表面的羧基和环氧基之间的强相互作用，</p>
<p>使不锈钢粉末之间产生化学键</p>
<p>连接，</p>
<p>从而使其在喂料中连接更紧密，</p>
<p>进一步提高金属粉末注射成型的生坯密度和强度。</p>
<p>[0005] 为实现上述目的，</p>
<p>本发明是通过以下技术方案实现的：</p>
<p>[0006] 一种不锈钢粉末的注射成型喂料，</p>
<p>所述喂料包括表面带羧基官能团的不锈钢金属</p>
<p>粉末、表面带环氧基官能团的不锈钢金属粉末、骨架聚合物、石蜡和催化剂，</p>
<p>各组分的重量</p>
<p>百分含量如下：</p>
<p>[0007]</p>
<p>[0008]</p>
<p>可选地，</p>
<p>所述表面带羧基的不锈钢粉末为经端羧基超支化聚酯改性的不锈钢粉</p>
<p>CN 112658246 A</p>
<p>2/7 页</p>
<p>所述表面带环氧基的不锈钢粉末为经端环氧基超支化聚酯改性的不锈钢粉末。</p>
<p>[0009] 可选地 ，</p>
<p>所述表面带羧基官能团的不锈钢金属粉末的重量百分含量为45％～</p>
<p>48％，</p>
<p>所述表面带环氧基官能团的不锈钢金属粉末的重量百分含量为45％～48％。</p>
<p>[0010] 可选地，</p>
<p>所述骨架聚合物的重量百分含量为4 .7％～5 .2％，</p>
<p>所述骨架聚合物为高</p>
<p>密度聚乙烯。</p>
<p>[0011] 可选地，</p>
<p>所述石蜡为微晶蜡。</p>
<p>[0012] 可选地，</p>
<p>所述催化剂为2，</p>
<p>6‑三(二甲胺基甲基)苯酚、N ,N‑二甲基苄胺、三乙胺、</p>
<p>异辛酸亚锡中的一种或几种的混合物。</p>
<p>[0013] 可选地，</p>
<p>所述骨架聚合物与所述石蜡的体积比为7：</p>
<p>[0014] 可选地，</p>
<p>所述不锈钢粉末为17‑4PH不锈钢金属粉末(16 .4Cr％，</p>
<p>4 .97N i％)。</p>
<p>[0015] 在实施例中，</p>
<p>所述不锈钢粉末的注射成型喂料的制备方法，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>[0016] S1称取适量骨架聚合物提供骨架支撑，</p>
<p>称取适量石</p><hr>
<p>哪个方案更实用？欢迎投票讨论。</p>