<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 110449586 A</p>
<p>(43)申请公布日 2019.11.15</p>
<p>(21)申请号 201910807355 .4</p>
<p>(22)申请日 2019 .08 .29</p>
<p>(71)申请人 上海材料研究所</p>
<p>地址 200437 上海市虹口区邯郸路99号</p>
<p>(72)发明人 孙继锋</p>
<p>杨良良</p>
<p>(74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限</p>
<p>公司 31225</p>
<p>代理人 褚明伟</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 3/22(2006 .01)</p>
<p>B22F 3/11(2006 .01)</p>
<p>B22F 1/00(2006 .01)</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>CN 110449586 A</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明涉及一种低压注射成型制备金属蜂</p>
<p>窝材料的方法。所述工艺步骤为：</p>
<p>金属粉末与粘</p>
<p>结剂混炼，</p>
<p>低压注射成形，</p>
<p>溶液脱蜡，</p>
<p>在真空或保</p>
<p>护气氛中热脱粘和烧结，</p>
<p>即可制成整体型金属蜂</p>
<p>窝材料。本发明技术与现有技术相比 ，</p>
<p>原料粉末</p>
<p>粒度范围要求宽、</p>
<p>注射压力低、</p>
<p>产品单重大、</p>
<p>流程简单、</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>成本低、</p>
<p>易大批量生产。</p>
<p>说明书5页</p>
<p>附图2页</p>
<p>CN 110449586 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>包括如下步骤：</p>
<p>(1)混料：</p>
<p>将粘结剂预混并加热到熔化，</p>
<p>然后将预热的金属粉末倒入熔化的粘结剂中搅</p>
<p>拌获得均匀的金属粉末-粘结剂混合原料；</p>
<p>(2)成型：</p>
<p>将金属粉末-粘结剂混合原料采用低压注射成型的方法得到多孔蜂窝坯料；</p>
<p>(3)脱脂：</p>
<p>将所得多孔蜂窝坯料在溶剂中浸泡，</p>
<p>脱除部分粘结剂组分；</p>
<p>(4)热脱粘和烧结：</p>
<p>将步骤(3)处理后的多孔蜂窝坯料加热处理，</p>
<p>脱除多孔蜂窝坯料中</p>
<p>的剩余粘结剂，</p>
<p>然后进行烧结，</p>
<p>即得到整体型金属蜂窝材料。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(1)中所述金属粉末包括金属单质粉末或合金粉末，</p>
<p>所述合金粉末包括不锈钢粉末或</p>
<p>FeCrAl耐热合金粉末；</p>
<p>所述金属粉末粒径小于45μm。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(1)所述粘结剂包括以下重量份组分，</p>
<p>增塑剂70-80份、增稠剂10-25份、表面活性剂2-5</p>
<p>4 .根据权利要求3所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>述增塑剂包括石蜡、</p>
<p>巴西棕榈蜡、</p>
<p>蜂蜡；</p>
<p>所述增稠剂包括低密度聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯；</p>
<p>所述表面活性剂包括硬脂酸。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(1)中的金属粉末与粘结剂的质量比为(4-9)：</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(1)中，</p>
<p>预热的金属粉末温度为100-140℃。</p>
<p>7 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(2)中，</p>
<p>所述低压注射成型的工艺条件为，</p>
<p>温度90-120℃，</p>
<p>压力0 .5-1MPa；</p>
<p>在注射成型过程</p>
<p>中采用机械搅拌增强浆料的均匀性，</p>
<p>转速500-1000r/min，</p>
<p>并辅以真空除气，</p>
<p>以消除浆料中</p>
<p>的气体。</p>
<p>8 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(3)中所述溶剂选自二氯甲烷、</p>
<p>三氯甲烷或三氯乙烯中的一种或多种；</p>
<p>步骤(3)中，</p>
<p>控制溶剂的温度为30-60℃，</p>
<p>多孔蜂窝坯料在溶剂中浸泡的时间为10-20h；</p>
<p>多孔蜂窝坯料在溶剂中浸泡后进行干燥处理。</p>
<p>9 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>骤(4)中对多孔蜂窝坯料加热处理的温度为150-650℃；</p>
<p>步骤(4)中进行烧结处理的条件为：</p>
<p>烧结温度1250-1350℃，</p>
<p>烧结时间为0 .5-3h。</p>
<p>10 .根据权利要求1所述的一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>其特征在于，</p>
<p>步骤(4)中对多孔蜂窝坯料加热处理或进行烧结处理是在真空、惰性气体或还原性气体氛</p>
<p>围下进行。</p>
<p>CN 110449586 A</p>
<p>1/5 页</p>
<p>一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 该发明涉及多孔金属材料制备领域，</p>
<p>具体涉及一种低压注射成型制备金属蜂窝材</p>
<p>料的方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属蜂窝材料是一种集金属特性(导热、</p>
<p>导电、</p>
<p>强韧、抗热震)和宏观结构特性(高</p>
<p>比表面积)为一体的功能复合材料，</p>
<p>尤其适用作为汽车和摩托尾气净化处理、</p>
<p>高温炉废气净</p>
<p>化处理、</p>
<p>高效散热、</p>
<p>热交换器等用途的结构件材料。</p>
<p>由于金属蜂窝材料的外形结构以及力学</p>
<p>抗弯强度是其重要的考核指标，</p>
<p>如果能有一种制造方法既能保证外形结构也能使力学抗弯</p>
<p>强度提升，</p>
<p>那么材料的综合性能就能够得到一定程度的提升。</p>
<p>[0003] 现行的金属蜂窝材料制造方法包括机械/激光打孔加工、</p>
<p>粉末干压、金属箔带缠</p>
<p>金属纤维编织、增塑挤压、</p>
<p>金属注射成型、</p>
<p>3D打印。其中机械/激光打孔加工效率低，</p>
<p>厚度也受限；</p>
<p>粉末干压仅能制造形状较为简单的零件；</p>
<p>金属箔带缠绕和金属纤维编织涉及</p>
<p>工序多、</p>
<p>成本高且蜂窝结构可靠性不足；</p>
<p>增塑挤压仅能成型端面平整的结构；</p>
<p>金属注射成型</p>
<p>可制备小型复杂结构的零件，</p>
<p>但受制于原料成本高；</p>
<p>3D打印可制备复杂结构的零件，</p>
<p>但制造</p>
<p>周期长、</p>
<p>成本高，</p>
<p>目前大规模应用仍然受限。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0004] 本发明是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种工艺简单、</p>
<p>成本低廉的</p>
<p>低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法。</p>
<p>[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：</p>
<p>[0006] 一种低压注射成型制备金属蜂窝材料的方法，</p>
<p>包括如下步骤：</p>
<p>[0007]</p>
<p>(1)混料：</p>
<p>将粘结剂预混并加热到熔化，</p>
<p>然后将预热的金属粉末倒入熔化的粘结剂</p>
<p>中搅拌获得均匀的金属粉末-粘结剂混合原料；</p>
<p>[0008]</p>
<p>(2)成型：</p>
<p>将金属粉末-粘结剂混合原料采用低压注射成型的方法得到多孔蜂窝坯</p>
<p>[0009]</p>
<p>(3)脱脂：</p>
<p>将所得多孔蜂窝坯料在溶剂中浸泡，</p>
<p>脱除部分粘结剂组分；</p>
<p>[0010]</p>
<p>(4)热脱粘和烧结：</p>
<p>将步骤(3)处理后的多孔蜂窝坯料加热处理，</p>
<p>脱除多孔蜂窝坯</p>
<p>料中的剩余粘结剂，</p>
<p>然后进行烧结，</p>
<p>即得到整体型金属蜂窝材料。</p>
<p>[0011] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(1)中所述金属粉末包括金属单质粉末或合金</p>
<p>粉末，</p>
<p>所述合金粉末包括不锈钢粉末或FeCrAl耐热合金粉末。</p>
<p>[0012] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>所述金属粉末粒径小于45μm。</p>
<p>[0013] 在本发明的一个实施方式中 ，</p>
<p>步骤(1)所述粘结剂包括以下重量份组分，增塑剂</p>
<p>70-80份、增稠剂10-25份、</p>
<p>表面活性剂2-5份。</p>
<p>[0014] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>所述增塑剂包括石蜡、</p>
<p>巴西棕榈蜡、</p>
<p>蜂蜡等；</p>
<p>[0015] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>所述增稠剂包括低密度聚乙烯或乙烯-乙酸乙烯酯；</p>
<p>CN 110449586 A</p>
<p>[0016]</p>
<p>[0017]</p>
<p>2/5 页</p>
<p>在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>所述表面活性剂包括硬脂酸。</p>
<p>在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(1)中的金属粉末与粘结剂的质量比为(4-9) ：</p>
<p>在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(1)中，</p>
<p>预热的金属粉末温度为100-140℃。</p>
<p>[0019] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(2)中，</p>
<p>所述低压注射成型的工艺条件为，</p>
<p>90-120℃，</p>
<p>压力0 .5-1MPa；</p>
<p>在注射成型过程中采用机械搅拌增强浆料的均匀性，</p>
<p>转速5001000r/min，</p>
<p>并辅以真空除气，</p>
<p>以消除浆料中的气体。</p>
<p>[0020] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(3)中所述溶剂选自二氯甲烷、</p>
<p>三氯甲烷或三氯</p>
<p>乙烯中的一种或多种。</p>
<p>[0021] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(3)中，</p>
<p>控制溶剂的温度为30-60℃，</p>
<p>多孔蜂窝坯</p>
<p>料在溶剂中浸泡的时间为10-20h。</p>
<p>[0022] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>多孔蜂窝坯料在溶剂中浸泡后进行干燥处理。</p>
<p>[0023] 在本发明的一个实施方式中，</p>
<p>步骤(4)中对多孔蜂窝坯料加热处理的温度为150650℃。</p>
<p>[0024] 在本发明的一个实施方式中，</p>

<hr>
<p>你在实际生产中遇到过类似问题吗？欢迎留言讨论。</p>