发明公布-202411142340.8-表面改性的金属粉体及其在MIM金属注射成型中的应用
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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 119159078 A
(43)申请公布日 2024.12.20
(21)申请号 202411142340 .8
(22)申请日 2024 .08 .20
(71)申请人 无锡市史丹立士新材料有限公司
地址 214200 江苏省无锡市宜兴市新街街
道龙池路900号
(72)发明人 徐润杰 龙斌
(74)专利代理机构 无锡市天宇知识产权代理事
务所(普通合伙) 32208
专利代理师 丁雪强
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 1/16 (2022 .01)
CN 119159078 A
权利要求书2页
(54)发明名称
表面改性的金属粉体及其在MIM金属注射成
型中的应用
(57)摘要
本发明公开了表面改性的金属粉体及其在
MIM金属注射成型中的应用，属于金属注射成型
技术领域，用于解决现有技术中的MIM金属注射
成型过程中，金属粉体与粘结剂之间的分子间作
用力差，导致注射坯件的密度与强度低，高温脱
脂过程中材料的尺寸变化率高的问题；本发明是
由以下的步骤加工得到：将改性剂、丙酮加入到
反应釜中搅拌至体系溶解，向反应釜中加入活化
金属粉体，是通过对金属粉末进行二次包覆，形
成具有双层包覆的表面改性的金属粉体，
使得金
属粉末在MIM注射成型过程中，能够更紧密地排
列和结合，提高注射坯体密度和强度，并通过优
化混合聚合物的组成，改善最终产品的尺寸稳定
说明书12页
CN 119159078 A
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1 .表面改性的金属粉体，其特征在于，所述表面改性的金属粉体由以下步骤加工得到：
S1、将改性剂、丙酮加入到反应釜中搅拌至体系溶解，向反应釜中加入活化金属粉体，
反应釜温度升高50‑55℃，保温搅拌2‑3h，常压状态下，反应釜以2℃/min的升温速率升高至
120‑140℃，
保温搅拌30‑50min，
反应釜自然降温至室温，
得到改性金属粉体；
S2、将混合聚合物和N‑甲基吡咯烷酮加入到反应釜中，反应釜温度升高至60‑70℃，搅
拌至多聚甲醛溶解分散，向反应釜中加入改性金属粉体，保温搅拌40‑60min，反应釜温度降
低至室温，向反应釜中滴加分散液，滴加完毕，保温搅拌30‑50min，后处理得到金属粉体湿
S3、将金属粉体湿品、过氧化苯甲酰溶液混合均匀，得到金属粉体混合物，后处理得到
表面改性的金属粉体。
2 .根据权利要求1所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，步骤S1中，改性剂、
丙酮和
活化金属粉体的用量比为3‑5g:100mL:20‑30g；步骤S2中，混合聚合物、
N‑甲基吡咯烷酮、
性金属粉体和分散液的用量比为3‑4g:15mL:7g:45mL，所述混合聚合物由多聚甲醛、
聚氨酯
弹性体、
乙烯‑醋酸乙烯共聚物按重量比5:2:1组成，所述分散液由纯化水、
司盘80和吐温60
按用量比150mL:3g:2g组成；步骤S3中，金属粉体湿品、过氧化苯甲酰溶液的用量比为3g:
2mL，所述过氧化苯甲酰溶液由过氧化苯甲酰和无水乙醇按重量比1g:100mL组成。
3 .根据权利要求1所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，活化金属粉体由以下步骤
加工得到：
A1、将金属粉体、活化液加入到反应釜中，室温下搅拌60‑80min，后处理得到预处理金
属粉体；
A2、将预处理金属粉体、无水乙醇和KH‑560加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至
50‑60℃，向反应釜中加入1mol/L氢氧化钠溶液，保温反应2‑3h，后处理得到活化金属粉体。
4 .根据权利要求3所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，步骤A1中，所述金属粉体
的粒径为35‑55nm，所述金属粉末与活化液的用量比为3g:8‑10mL，所述活化液由0 .05‑
0 .1mol/L盐酸、2mol/L柠檬酸溶液、无水乙醇、环氧基三乙酸酯POD与油酸酰胺按用量比
7mL:4mL:30mL:0 .3g:0 .2g组成；步骤A2中，所述预处理金属粉体、
无水乙醇、
KH‑560和1mol/
L氢氧化钠溶液的用量比为10g:50‑60mL:1‑2g:15mL。
5 .根据权利要求1所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，改性剂的制备方法为：将
丙烯酸、
甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、油胺和甲苯加入到氮气保护的反应釜中搅拌，反应
釜温度升高至75‑85℃，向反应釜中加入引发剂，保温反应4‑6h，向反应釜中部加入3‑异氰
酸丙烯，保温反应60‑80min，后处理得到改性剂。
6 .根据权利要求5所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，所述丙烯酸、
甲基丙烯酸
甲酯、
丙烯酸丁酯、
油胺和3‑异氰酸丙烯的摩尔比为3:5:3:2:2，所述丙烯酸、
甲苯和引发剂
的用量比为1g:10mL:0 .03g，所述引发剂由偶氮二异丁腈与正十二硫醇按重量比3:1组成。
7 .根据权利要求1所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，聚氨酯弹性体的制备方法
为：将2‑丁烯‑1 ,4‑二醇、
聚乙二醇、六甲撑二异氰酸酯和N ,N‑二甲基甲酰胺加入到氮气保
护的反应釜中搅拌，反应釜温度升高至55‑65℃，向反应釜中催化剂，保温反应90‑120min，
向反应釜中加入扩链剂，保温反应40‑60min，向反应釜中加入封端剂，保温反应60‑90min，
后处理得到聚氨酯弹性体。
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8 .根据权利要求7所述的表面改性的金属粉体，其特征在于，所述2‑丁烯‑1 ,4‑二醇、
乙二醇、六甲撑二异氰酸酯的摩尔为3:1:6，所述聚乙二醇为聚乙二醇600，所述聚乙二醇、
N ,N‑二甲基甲酰胺、
催化剂、
扩链剂和封端剂的用量比为10g:200mL:0 .1g:2g:3g，所述催化
剂为二月桂酸二丁基锡，所述扩链剂为三羟甲基乙烷，所述封端剂为环氧丙醇。
9 .表面改性的金属粉体在MIM金属注射成型中的应用，其特征在于，采用如权利要求1‑
8任一项所述的表面改性的金属粉体应用于MIM金属注射成型。
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表面改性的金属粉体及其在MIM金属注射成型中的应用
技术领域
[0001] 本发明涉及金属注射成型技术领域，
具体涉及表面改性的金属粉体及其在MIM金
属注射成型中的应用。
背景技术
[0002] MIM金属粉末注射成型技术是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成
的一种新型粉末冶金技术，该技术是将金属粉末与粘结剂混合后，采用注塑的方式制备成
注塑坯件，再经过脱脂和烧结等步骤，制备出具有复杂几何形状和高精度的金属制品，MIM
金属粉末注射成型技术因其设计自由度高、强度高、成本低等优势，在消费电子、汽车零部
医疗器械及五金工具等领域得到广泛应用。
[0003] 然而，
在MIM技术的实际应用中，金属粉末的性能对最终产品的质量和性能有着至
关重要的影响，
特别是金属粉末的振实密度和分散性，直接决定其流动性和填充性，进而影
响成型件的密度、
精度和表面质量。
[0004] 现有技术，
公开号为CN112191839A的一篇中国发明专利，公开了一种MIM金属注射
成型金属粉体表面改性方法，包括以下步骤：(S1)原料加入：将超高压水气联合雾化制备的
金属粉末原料加入到处理槽内；(S2)改性处理：将含有一定比例的表面活性剂的处理液均
匀的加入到处理槽中进行改性处理，同时不停的搅动让金属粉末与处理液充分的接触，改
性处理时间为30‑300min，表面活性剂的含量为0 .01％‑1 .0％；(S3)粉末筛选：表面改性处
理后筛选粒度为0‑30μm的金属粉末；(S4)脱水干燥：将金属粉末脱水并真空干燥。
[0005] 其主要是通过一系列手段，
获得纳米级的金属粒子，并在表面活性剂的作用下，减
少金属粉末团聚，提升金属粉末表面物理状态，改善粉末的分散性，但是，MIM金属粉末注射
成型是需要将金属粉末与粘结剂进行混合后进行注射成型的，受金属分散与粘结剂的分子
间作用力的影响，金属粉末自身分散性提高并不意味着其与粘结剂混合时也具有良好分散
性，在MIM金属粉末注射成型时，若只是单纯的将粘结剂与金属粉体进行混合，粘结剂与金
属粉体之间的分子间作用力会直接影响到注射坯件的密度与强度，粘结剂与金属粉
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