发明公布-202210607934.6-一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法
-
以下内容整理自《发明公布-202210607934.6-一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法.pdf》
(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 114951638 A
(43)申请公布日 2022.08.30
(21)申请号 202210607934 .6
(22)申请日 2022 .05 .31
(71)申请人 苏州衡普纳米金属科技有限公司
地址 215000 江苏省苏州市常熟市董浜镇
华烨大道29号3幢
(72)发明人 许卫表
(51)Int .Cl .
B22F 1/103 (2022 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
CN 114951638 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑
成型方法
(57)摘要
本发明公开了一种金属注射成型用喂料、制
备方法及注塑成型方法，
包括金属粉末、
粘结剂，
粘结剂包括以下重量百分比组成：
聚甲醛85％‑
92％、
高密度聚乙烯3％～5％、
乙烯‑乙酸乙烯酯
共聚物2％～4％、表面活性剂1％～2 .5％、助剂
3 .8％～6 .5％；
以聚甲醛作为充填剂，
高密度聚
乙烯和乙烯与乙酸乙烯酯共聚物作为骨架组成；
金属粉末的粒径范围在2‑70um。本发明的注射成
型毛坯可同时使用硝酸脱脂或草酸脱脂，
且均容
易脱除，
得到的产品尺寸精度高、
性能好，
在保证
注射成型成品率和脱脂、
烧结产品合格率的情况
提供了加工过程的选择可能，
增加了生产制
造的灵活性。
说明书7页
CN 114951638 A
1/1 页
1 .一种金属注射成型用喂料，
其特征在于，
包括金属粉末、
粘结剂，
所述粘结剂包括以下重量百分比组成：
聚甲醛85％‑92％、
高密度聚乙烯3％～5％、
烯‑乙酸乙烯酯共聚物2％～4％、表面活性剂1％～2 .5％、助剂3 .8％～6 .5％；
以聚甲醛作
为充填剂，
高密度聚乙烯和乙烯与乙酸乙烯酯共聚物作为骨架组成；
其中：
助剂采用润滑
分散剂和抗氧化剂的组合，
润滑剂为2 .5％～4 .0％，
所述分散剂为0 .8％～1 .5％，
抗氧化剂为0 .5％～1 .0％；
所述金属粉末的粒径范围在2‑70um；
所述金属粉末与粘结剂的物质的量配比范围是6：
1～10：
同时高密度聚乙烯与乙烯‑
乙酸乙烯酯共聚物的质量比为2：
1‑5：
4之间。
2 .根据权利要求1所述的金属注射成型用喂料，
其特征在于，
所述粘结剂包括以下重量
百分比组成：
聚甲醛86 .8％‑88％、
高密度聚乙烯4 .5％、
乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物2 .5％、表
面活性剂1 .0％～1 .2％、
润滑剂2 .5％～2 .9％、
分散剂0 .8～1 .4％、
抗氧化剂0 .7％。
其特征在于，
所述金属粉末采用铁基合
3 .根据权利要求2所述的金属注射成型用喂料，
金粉末。
4 .根据权利要求2所述的金属注射成型用喂料，
其特征在于，
所述表面活性剂采用硬脂
酸、润滑剂采用石蜡、
分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺、
抗氧化剂为四[β‑(3，
5‑二叔丁基‑4‑羟
基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
5 .根据权利要求1‑4任一项所述的金属注射成型用喂料的制备方法，
其特征在于，
以下步骤：
S1、
首先将金属粉末在160～200℃温度环境下预热，
并保温15‑20min；
S2、
按照重量份配比，
将粘结剂的各成分混合；
S3、在180～200℃温度条件下将混合的粘结剂加入到金属粉末中，
并密炼1～2h，
结剂和金属粉末混合均匀，
随后降温至160℃，
并挤出造粒。
6 .根据权利要求5所述的金属注射成型用喂料的制备方法，
其特征在于，
所述S1中预热
时对金属粉末采用不断搅拌方式混合。
7 .一种金属零部件，
其特征在于，
由权利要求5所提供的金属注射成型用喂料颗粒制备
成型。
8 .根据权利要求7所述的金属零部件的注塑成型方法，
其特征在于，
包括以下步骤：
S1、
金属注射成型用喂料根据金属零部件的外形进行注塑，
并形成成型毛坯，
控制注塑
温度为160～220℃，
注射压力为60～120MPa；
S2、将成型毛坯进行草酸脱脂作业，
控制脱脂的环境温度为115～125℃，
通酸时间为
360～650min，
进酸速度为：
3 .5～5 .5g/min；
S3、将脱脂后的毛坯置于高温中进行烧结作业，
控制烧结温度为1310～1320℃，
并保温
120～150min；
其中：
烧结成型后收缩率控制在1 .215～1 .217。
9 .根据权利要求7所述的金属零部件的注塑成型方法，
其特征在于，
所述S1中注塑时，
首先对模具加热至80～120℃，
随后再进行注塑作业。
10 .根据权利要求7所述的金属零部件的注塑成型方法，
其特征在于，
所述S3中烧结作
业时，
采用氮气气氛填充。
CN 114951638 A
1/7 页
一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法
技术领域
[0001] 本发明属于材料加工技术领域，
具体涉及一种金属注射成型用喂料、制备方法及
注塑成型方法。
背景技术
[0002] 现代科技的发展对材料制品的要求越来越高，
很多时候需要各种形状复杂的金属
零部件来满足使用要求，
而金属注射成型(Metal Injection Molding，
MIM)技术可以低廉
的价格获得各种形状复杂的金属零部件，
越来越受到关注。金属注射成型将塑料注塑成形
和粉末冶金技术结合起来，
以石蜡、油、
塑料等作粘结剂，
使金属粉末具有良好的流动性和
成形性，
金属注射成型产品尺寸精度较高(±0 .3％左右) ，
材料利用率高，
可实现自动连续
生产，
在生产小型复杂形状的精密金属零部件方面具有很大的优势。
[0003] 而金属注射成型技术中的粘结剂是其技术核心，
包括粘结剂的组成及脱除。粘结
剂具有两个基本功能：
提供喂料的流动性和保持产品形状，
分别由粘结剂中的充填剂和骨
架成分保证。
目前常用的粘结剂多是塑基粘结剂，
其充填剂、骨架成分分别是聚甲醛、
烯或聚丙烯等高聚物，
另加少量的表面活性剂和助剂，
聚甲醛是粘结剂的主要成分，
其重量
比为85％‑92％。
[0004] 粘结剂的脱除即脱脂是整个金属注射成型制程中极为关键的一步，
关系到烧结后
产品的尺寸、性能和外观好坏，
而粘结剂脱除过程的难易与好坏主要取决于粘结剂的组成
成分。通常脱脂过程分为两步，
第一步是用酸性催化方法即催化脱脂脱除主要成分聚甲醛，
第二步是脱除骨架成分和剩余助剂即热脱脂。现催化脱脂媒介主要是硝酸，
但由于环保原
硝酸使用越来越受到限制，
而草酸因其无害作为催化脱脂媒介得到越来越广泛的应用，
但现时草酸脱脂使用多不稳定，
且同时适合硝酸脱脂和草酸脱脂的粘结剂体系更是欠缺，
这给金属注射成型加工过程造成极大困扰。
发明内容
[0005] 针对现有技术的不足，
本发明的目的在于提供一种金属注射成型用喂料、制备方
法及注塑成型方法，
解决了现有技术中存在的上述技术问题。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007] 一种金属注射成型用喂料，
包括金属粉末、
粘结剂，
所述粘结剂包括以下重量百分
比组成：
聚甲醛85％‑92％、
高密度聚乙烯3％～5％、
乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物2％～4％、表
面活性剂1％～2 .5％、助剂3 .8％～6 .5％；
以聚甲醛作为充填剂，
高密度聚乙烯和乙烯与乙
酸乙烯酯共聚物作为骨架组成；
其中：
助剂采用润滑剂、
分散剂和抗氧化剂的组合，
润滑剂
为2 .5％～4 .0％，
所述分散剂为0 .8％～1 .5％，
所述抗氧化剂为0 .5％～1 .0％；
[0008] 所述金属粉末的粒径范围在2‑70um；
[0009] 所述金属粉末与粘结剂的物质的量配比范围是6：
1～10：
同时高密度聚乙烯与
乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物的质量比为2：
1‑5：
4之间。
CN 114951638 A
2/7 页
[0010]
进一步的，
所述粘结剂包括以下重量百分比组成：
聚甲醛86 .8％‑88％、
高密度聚
乙烯4 .5％、乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物2 .5％、表面活性剂1 .0％～1 .2％、润滑剂2 .5％～
2 .9％、
分散剂0 .8～1 .4％、
抗氧化剂0 .7％。
[0011] 进一步的，
你在实际生产中遇到过类似问题吗？欢迎留言讨论。