发明公布-202010704456.1-一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺

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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111826540 A
(43)申请公布日 2020.10.27
(21)申请号 202010704456 .1
(22)申请日 2020 .07 .21
(71)申请人丽水学院
地址 323000 浙江省丽水市学院路1号
(72)发明人苏勇君
向晓华
唐迎春李正平林云峰
吴淑燕吴龙飞叶晓平
(74)专利代理机构杭州坚果知识产权代理事务
所(普通合伙) 33366
代理人付建中
(51)Int .Cl .
C22C 1/05 (2006 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 1/00 (2006 .01)
权利要求书1页
CN 111826540 A
(54)发明名称
一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺
(57)摘要
本发明公开了一种MAX相金属陶瓷注射成型
工艺，
包括如下步骤：
混粉：
粘结剂的加入量占混
粉总体积的25~45%，
粘结剂由下列重量份的原料
制成：
醋酸丁酸纤维素25~35份，
聚乙二醇60~ 80
硬脂酸1~3份，
吩噻嗪0 .4~0 .6份，
将捏合机加
热到预定温度时，
把粘结剂和MAX相粉末倒入捏
合机中进行充分混合；
通过造粒机制备成粒状喂
利用注射成型机注射成型得到生坯；
将生坯
放入蒸馏水中，
进行脱脂，
去掉部分粘结剂；
坯进行烘干，
通过热脱脂的方法去掉余下的粘结
通过高温无压烧结法，
固结金属陶瓷生坯，
冷却至室温后获得成品。本发明粘结剂是水溶
性，流动性与分散性良好，与MAX相粉末均匀混
坯体成型均匀，注射成型成本低，脱脂时间
效率高、
无污染等特点。
说明书4页
CN 111826540 A
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1 .一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
其特征是，
包括如下步骤：
S1 . 混粉：MAX相粉末颗粒规格为8~12µm，
粘结剂的加入量占混粉总体积的25~45%，
结剂由下列重量份的原料制成：
醋酸丁酸纤维素25~35份，
聚乙二醇60~80份，
硬脂酸1~3份，
吩噻嗪0 .4~0 .6份；
将捏合机加热到预定温度时，
把粘结剂和粉末倒入捏合机中进行充分混
S2 . 造粒及注射成型：
待混合搅拌的粉体冷却后，
通过造粒机或破碎机制备成粒状喂
利用注射成型机将粒状喂料注射成型，
得到生坯；
S3 . 溶剂脱脂：
将生坯放入溶剂脱脂设备或容器内，
在有流速的蒸馏水中，
进行溶剂脱
去掉部分粘结剂；
S4 . 热脱脂：
对溶剂脱脂的生坯进行烘干，
再放入脱脂烧结干馏炉内，
在有流速的氩气
中缓慢加热，
通过热脱脂的方法去掉余下的粘结剂；
S5 . 烧结：
将完成两步脱脂、
已去除粘结剂的生坯，
通过高温无压烧结法，
固结金属陶
瓷生坯，
经冷却至室温后，
获得高度致密的MAX成品。
2 .如权利要求1所述的一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
其特征是，
所述步骤S1中，
合机的预定温度为160~180℃，
混合搅拌时间为1~3h。
3 .如权利要求1所述的一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
其特征是，
所述步骤S2中，
射压力为20~50MPa，
注射温度为180~220℃。
4 .如权利要求1所述的一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
其特征是，
所述步骤S3中，
馏水的温度为40~60℃，
流速为0~20cm/s，
保持5~10h。
5 .如权利要求1所述的一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
其特征是，
所述步骤S4中，
干的时间为30~90min，
氩气流速为100~200L/h，
在氩气冲刷下缓慢升温至450~580℃，
时间为1~3h。
6 .如权利要求1所述的一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
其特征是，
所述步骤S5中，
结温度为1280~1400℃，
保温时间为3~6h。
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一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及金属陶瓷部件成型技术领域，
特别是涉及金属陶瓷注射成型用粘结剂
及注射成型工艺。
[0003]
背景技术
[0004] MAX相金属陶瓷是一种新型的高性能综合性陶瓷材料，
除了具备导电性和导热性、
较高的杨氏模量和剪切模量，
良好的切削性等金属特性外，
还具备良好的抗腐蚀性、
热稳定
性、抗氧化性及自润滑性等陶瓷特性，
因而被广泛用于在燃气点火器、热交换器、大推力火
箭喷嘴、
电刷线、
窑具、
金属熔炼电极和高温密封件等领域，
MAX相金属陶瓷加工过程中需要
采用粘结剂，
目前所采用的粘结剂大多属于非水溶性粘结剂，
溶剂脱脂使用有机溶剂，
烷等，
在工业化上存在一定困难，
其有机溶剂对工作人员身体有害，
且污染环境；
催化脱脂
在脱脂过程中产生大量甲醛气体，
污染环境。
[0005]
发明内容
[0006] 本发明根据以上不足，
提供了一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
金属陶瓷成型用
水溶性粘结剂，
并结合该粘结剂的特点设计出注射成型工艺。
[0007] 本发明的技术方案是：
一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺，
包括如下步骤：
S1 . 混粉：MAX相粉末颗粒规格为8~12µm，
粘结剂的加入量占混粉总体积的25~45%，
结剂由下列重量份的原料制成：
醋酸丁酸纤维素(CAB)25~35份，
聚乙二醇(PEG)60~80份，
脂酸1~3份，
吩噻嗪0 .4~0 .6份；
将捏合机加热到预定温度时，
将粘结剂和粉末倒入捏合机中
进行充分混合；
S2 . 造粒及注射成型：
待混合搅拌的粉体冷却后，
通过造粒机或破碎机制备成粒状喂
利用注射成型机将粒状喂料注射成型，
得到生坯；
S3 . 溶剂脱脂：
将生坯放入溶剂脱脂设备或容器中，
在有流速的蒸馏水中，
进行溶剂脱
去掉部分粘结剂；
S4 . 热脱脂：
对溶剂脱脂的生坯进行烘干，
再放入脱脂烧结干馏炉中，
在有流速的氩气
缓慢加热，
通过热脱脂的方法去掉余下的粘结剂；
S5 . 烧结：
将完成两步脱脂、
已去除粘结剂的生坯，
通过高温无压烧结法，
固结金属陶
瓷生坯，
经冷却至室温后，
获得高度致密的MAX成品。
[0008] 本发明中，
粘结剂所选用的乙酸丁酸纤维素，
聚乙二醇，
硬脂酸，
吩噻嗪协同反应，
形成易于脱模、
粘结性良好，
是一种环境友好型水溶性基粘结剂。其中乙酸丁酸纤维素降低
了粘结剂的结晶度，
使粘结剂在热脱脂以较低温度更快脱脂；
聚乙二醇可溶于水，
在一定水
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温下溶解和扩散速度都较快；
硬脂酸作为润滑剂，
不仅可以在粘结剂和粉末颗粒之间起桥
梁作用，
防止两相分离，
保证混料的均匀，
并且可以在在粉末颗粒之间、粉末颗粒与模壁之
间起到润滑作用；
吩噻嗪是为了防止聚乙二醇在粉末注射成型加热过程中的氧化。
[0009] 本发明注射成型是一种将金属或陶瓷粉末和粘结剂的混合注射与模具型腔中的
成型方法，
它将成熟的有机聚合物注射成型粉末冶金技术结合在一起，
具有一次能成型出
复杂形状的工件、
工件尺寸精度高、
无需机械加工并且易于实现高效率自动化生产等优点，
特别适用于大批量制作形状复杂、
高精密度、
高性能材质的零部件。
[0010] 作为优选，
所述步骤S1中，
捏合机的预定温度为160~180℃，
混合搅拌时间为1~3h。
[0011] 作为优选，
所述步骤S2中，
注射压力为20~50MPa，
注射温度为180~220℃。
[0012] 作为优选，
所述步骤S3中，
蒸馏水的温度为40~60℃，
流速为0~20cm/s，
保持5~10h。
[0013] 作为优选，
所述步骤S4中，
烘干的时间为30~90min，
氩气流速为100~200L/h，
气冲刷下缓慢升温至450~580℃，
保温时间为1~3h。
[0014] 作为优选，
所述步骤S5中，
烧结温度为1280~1400℃，
保温时间为3~6h。
[0015] 本发明一种MAX相金属陶瓷注射成型工艺中的粘结剂是水溶性粘结剂，
在应用时，
粘结剂的流动性与分散性良好，
与MAX相粉末均匀混合，
坯体成型均匀，
性质一致，
并具有成
本低，
脱脂时间短、
效率高、
无污染等特点，
排出

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