发明公布-202510805376.8-一种纯铜材料金属注射成型工艺

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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 120644661 A
(43)申请公布日 2025.09.16
(21)申请号 202510805376 .8
(22)申请日 2025 .06 .17
(71)申请人深圳艾利门特科技有限公司
地址 518000 广东省深圳市宝安区沙井街
道南环路465号
(72)发明人蒋卫红邹宁蓝阳
张贵华邵志坚
(74)专利代理机构深圳市博锐专利事务所
专利代理师张鹏
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
CN 120644661 A
权利要求书2页
(54)发明名称
一种纯铜材料金属注射成型工艺
(57)摘要
本发明公开了一种纯铜材料金属注射成型
工艺，包括如下步骤：原料准备，称取纯铜粉末和
粘结剂，
纯铜粉末粒径规格为D90：22‑24 μ m，D50：
7‑9 μ m，D10 ：2‑4 μ m；粘结剂的组分为POM：85%‑
88%，PE：5%‑6%，EVA：2%‑4%，SA：3%‑4%，PW：
1%‑2%；
混炼造粒；注射样品；脱脂；热脱烧结，在热脱阶
段，将温度以升温速率1 ℃/min‑2 ℃/min，升高
到375‑385 ℃，保温85‑95 min；保温结束后，以
升温速率1 ℃/min‑2 ℃/min，升高到445‑455
℃，保温85‑95min；保温结束后，以升温速率1 .5
℃/min‑2 ℃/min，升高到575‑585 ℃，保温85‑
95 min。利用本纯铜材料金属注射成型工艺制备
的铜制品具有高密度、
高导热率的优势。
说明书7页
附图2页
CN 120644661 A
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1 .一种纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，
包括如下步骤：
原料准备：称取纯铜粉末和粘结剂，纯铜粉末中各组分的重量百分比为Fe≤0 .1wt%，C
≤0 .02wt%，O≤0 .15wt%，Cu为余量；
纯铜粉末粒径规格为D90：22‑24μm，D50：7‑9μm，D10：2‑4μ
m；粘结剂的组分为POM：85%‑88%，PE：5%‑6%，EVA：2%‑4%，SA：3%‑4%，PW：
1%‑2%；
混炼造粒：将所称取的纯铜粉末加入密炼机中，升温并烘粉后，加入所称取的粘结剂并
捏合，待纯铜粉末与粘结剂混合均匀后，
降温并将其挤出、
切块，得到块状喂料，再将块状喂
料放入造粒机中挤出造粒，获得颗粒状注射喂料；
注射样品：将颗粒状注射喂料放入注射机料仓中，注射到模具里，获得铜生坯样品；
脱脂：采用草酸催化脱脂工艺对铜生坯样品进行脱脂处理，获得脱脂生坯样品；
热脱烧结：将脱脂生坯样品放入管式炉进行热脱烧结，热脱烧结过程全程通入氢气，在
热脱阶段，将温度以升温速率1 ℃/min‑2 ℃/min，升高到375‑385 ℃，保温85‑95 min；保
温结束后，
以升温速率1 ℃/min‑2 ℃/min，升高到445‑455℃，保温85‑95min；保温结束后，
以升温速率1 .5 ℃/min‑2 ℃/min，升高到575‑585 ℃，保温85‑95 min。
2 .根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，原料准备步骤中，
粉末装载量为53%‑60%。
3 .根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，混炼造粒步骤中，
升温时升温到170‑190℃，烘粉时长8‑12min，
捏合时长40‑60min，
降温时降温到150‑170℃。
4 .根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，注射样品步骤中，
注射压力为200‑220MPa，注射速度30‑40mm/s，保压压力140‑160MPa，保压时间1‑3s。
5 .根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，注射样品步骤中，
注射时的模具温度为95‑110℃，料筒温度分五段：喷嘴温度为185℃，筒头温度为180℃，前
部温度为175℃，中部温度为170℃，后部温度为165℃，料筒入口温度为55℃。
6 .根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，脱脂处理后，脱脂
生坯样品的相对脱脂率大于或等于94%。
7 . 根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，脱脂步骤中，通酸
过程分三个阶段：第一阶段的进酸量为2 g/min，时间为120 min；第二阶段的进酸量为3 .5
g/min，
时间为300 min；
第三阶段的进酸量为1 g/min，
时间为60 min。
8 .根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，脱脂步骤中脱脂温
度为120℃。
9 . 根据权利要求1所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，热脱烧结步骤中，
在热脱阶段，将温度以升温速率1 ℃/min‑2 ℃/min，升高到380 ℃，保温90 min；380℃保
温结束后，
以升温速率1 ℃/min‑2 ℃/min，升高到450℃，保温90min；450℃保温结束后，
升温速率1 .5 ℃/min‑2 ℃/min，升高到580 ℃，保温90 min；在烧结阶段，继续以升温速率
1 ℃/min‑3 .5℃/min，将温度升高到600‑800℃，保温2‑4 h；保温结束后以升温速率1 ℃/
min‑3 .5℃/min，升高到1050‑1080 ℃，保温3‑6 h，然后以降温速率2 ℃/min‑4 ℃/min，
温到预定冷却温度，
之后随炉冷却到室温。
10 . 根据权利要求9所述的纯铜材料金属注射成型工艺，其特征在于，在烧结阶段，以
升温速率1 ℃/min‑3 .5℃/min，将温度升高到600‑800℃的过程具体包括步骤：
以升温速率
1 ℃/min‑2 .5℃/min，将温度升高到600℃，保温2 h，然后以升温速率2 .5 ℃/min‑3 .5℃/
CN 120644661 A
min，将温度升高到800℃，保温2 h。
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一种纯铜材料金属注射成型工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及金属粉末注射成型技术领域，
尤其涉及一种纯铜材料金属注射成型工
背景技术
[0002] 纯铜材料因其优异的导电性、
导热性、延展性和耐腐蚀性，广泛应用于电子散热、
电力传输及医疗器械等领域。
纯铜材料导电率和导热率仅次于银，且成本相对较低，已成为
高端散热器、
电力传输部件、
医疗器械的首选材料。然而，传统纯铜加工技术面临显著挑战：
机械加工因纯铜材料质地柔软易变形，难以成型复杂薄壁结构，且材料浪费率高。而且随着
电子器件小型化、功率密度提升，传统纯铜加工技术已无法满足精密散热结构（如微通道、
超薄翅片）的需求。
[0003] 金属注射成形（MIM）技术结合粉末冶金与塑料注射成型的优势，
将金属粉末与粘
结剂混合成喂料，通过注塑成型复杂零件坯体，再经脱脂和烧结获得近净成形产品。MIM技
术尤其适用于小型、
复杂结构零件的批量生产，材料利用率可达95%以上，可显著降低纯铜
的高成本损耗。但纯铜材料的MIM工艺长期存在技术瓶颈：铜粉易氧化（氧含量>0 .5%），导致
烧结致密化困难，铜制品密度通常低于8 .5 g/cm³，难以满足高密度要求；传统粘结剂脱脂
残留多，会形成较多孔隙，以致于铜制品导热率不足300 W/(m·K)；同时，由于铜粉流动性
较差，
限制超精细结构成型能力。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：
提供一种纯铜材料金属注射成型工艺，利用该纯
铜材料金属注射成型工艺制备的铜制品具有高密度、
高导热率的优势。
[0005] 为了解决上述技术问题，
本发明采用的技术方案为：一种纯铜材料金属注射成型
工艺，
包括如下步骤：
原料准备：称取纯铜粉末和粘结剂，纯铜粉末中各组分的重量百分比为Fe≤
0 .1wt%，C≤0 .02wt%，O≤0 .15wt%，Cu为余量；
纯铜粉末粒径规格为D90：22‑24μm，D50：7‑9μm，
D10：2‑4μm；粘结剂的组分为POM：85%‑88%，PE：5%‑6%，EVA：2%‑4%，SA：3%‑4%，PW：
1%‑2%；
混炼造粒：将所称取的纯铜粉末加入密炼机中，升温并烘粉后，加入所称取的粘

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你们厂里是怎么处理的？来评论区聊聊。