发明公布-202110573393.5-一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料及其应用方法

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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 113500192 A
(43)申请公布日 2021.10.15
(21)申请号 202110573393 .5
C22C 38/48 (2006 .01)
(22)申请日 2021 .05 .25
(71)申请人宁波市鑫瑞鸿新材料科技有限公司
地址 315600 浙江省宁波市宁海县宁波南
部滨海新区滨园北路28号4幢1-10
(72)发明人姜洪亮苏来军王茂堂
(74)专利代理机构余姚德盛专利代理事务所
(普通合伙) 33239
代理人吴晓微
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 1/00 (2006 .01)
C22C 38/04 (2006 .01)
C22C 38/42 (2006 .01)
CN 113500192 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂
料及其应用方法
(57)摘要
本发明公开了一种高流动性高强度金属粉
末注射成型喂料及其应用方法，
所述喂料包括合
金粉末和粘结剂组合；
按质量百分比计，
所述合
金粉末占所述喂料质量为90％，
所述粘结剂组合
占所述喂料质量为10％；
按质量百分比计，
粘结剂组合包括：82％～84％的聚甲醛、3％～
6 .5％的低密度聚乙烯、3 .5％～4 .5％的橡胶弹
性体、1％～3 .5％的石蜡、1 .5％～2％的硅油、
0 .5％～1 .5％的硬脂酸锌、
0 .5％～1％的抗氧化
剂、0 .5％～1％的甲醛固化剂、0 .5％～2 .5％的
油酸，
各组分总量为100％。本发明喂料具有超高
流速、材质物理性能优异、尺寸稳定性佳等综合
优势，
极大了降低了生产成本，
提高了生产效率。
说明书7页
CN 113500192 A
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1 .一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料，
其特征在于，
所述喂料包括合金粉末
和粘结剂组合；
按质量百分比计，
所述合金粉末占所述喂料质量为90％，
所述粘结剂组合占
按质量百分比计，
所述粘结剂组合包括：
82％～84％的聚甲醛、
3％～
所述喂料质量为10％；
6 .5％的低密度聚乙烯、3 .5％～4 .5％的橡胶弹性体、
1％～3 .5％的石蜡、
1 .5％～2％的硅
0 .5％～1 .5％的硬脂酸锌、
0 .5％～1％的抗氧化剂、
0 .5％～1％的甲醛固化剂、
0 .5％～
2 .5％的油酸，
各组分总量为100％。
2 .如权利要求1所述的一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料，
其特征在于，
合金粉末选用‑800目的水气联合雾化的17‑4PH材料粉末，
D50粒度在7微米，
粉末振实密度
为4 .7g/cm 。
3 .如权利要求2所述的一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料，
其特征在于，
碳0 .04％、
铬18％、
镍6％、
铜4％、
铌0 .5％、
锰0 .5％、
余量为铁。
合金粉末元素含量为：
4 .如权利要求1所述的一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料的应用方法，
征在于，
包括如下步骤：
(1)混炼：
喂料制作在密炼造粒一体机内进行制备，
密炼腔设定温度值为185～190℃，
首先将聚
甲醛、低密度聚乙烯、
橡胶弹性体加入密炼机腔体进行搅拌融熔；
随后加入合金粉末搅拌约
5～8分钟后加入石蜡、硅油、硬脂酸锌、抗氧化剂、
甲醛固化剂，
搅拌转速为每分钟39～65
搅拌熔融成泥后加入油酸，
最后再均匀搅拌16～25分钟；
密炼结束后，
密炼腔体降温至
163～171℃开始挤出造粒，
造粒螺杆转速每分钟为120～133转，
挤出造粒温度为162～168
挤出机头使用风冷却造粒而获得喂料；
(2)注射成型：
所获喂料在特制高耐磨的合金螺杆炮筒组件的高速注射机上对模具进行注射成型，
具设定温度93～102℃，
注射设定温度为185～190℃，
注射速度为95％～110％，
注射压力为
100～110MPa，
最终获得完整的注射胚件；
(3)催化脱脂：
产品放入催化脱脂炉内，
进气去除POM粘结剂载体，
通入N2气体进行气氛保护，
炉膛加热
温度设定120℃，
通酸流量每分钟3 .3～3 .6克，
脱脂时间设定为400～420min，
脱脂率控制在
7 .1％以上；
(4)烧结：
将所得注射胚件放入脱脂烧结一体炉内进行烧结处理，
室温～600℃以每分钟2℃的速
率升至600℃，
N2流量为每分钟40～44L/min，
然后持温180min，
所用惰性气体为N2 ，
气体流量
为41～47L/min ,600℃持温结束后以每分钟3℃的速率真空烧结升温至1060～1100℃并持
温60min ，
1060～1100℃持温结束后以每分钟3℃的升温速率通入AR气体维持炉内压力
15KPa到1353～1360℃持温180min，
1353～1360℃持温结束后随炉冷却到室温，
整个烧结工
艺完成。
CN 113500192 A
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一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料及其应用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属粉末注射成型技术领域，
具体涉及一种高流动性高强度金属粉末
注射成型喂料及其应用方法。
背景技术
[0002] 当前科技制造技术飞速发展，
各领域制造的零部件朝着产品的轻量化、
微型化、
构复杂化方向发展。微型精密零部件其结构特点是：
微型、
精密、
材质高性能等，
由于结构过
于微小和精密，
传统工艺在生产效率、
成本、
精度方面都不是特别理想。
[0003] 金属粉末注射成型(Metal Injection Molding，
MIM)是近年来新兴起来的一种新
技术，
具有高效率、
高精度、低成本的特点，
微创取钳的特点非常适合用MIM粉末注射成型的
决定粉末注射生产微小、
高精度、
高性能材质的取样钳关键的控制点
工艺进行批量化生产。
在于粉末注射成型粘结剂喂料的制作。
[0004] 由于微型精密零部件的结构过于微、
它对粉末注射成型喂料的流动性和后
期烧结处理的保型性、
尺寸稳定性、
材料的高性能都提出了非常高的要求。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服背景技术的技术缺陷，
提供一种高流动性高强
度金属粉末注射成型喂料及其应用方法。本发明从粉末材料的粒度、金属元素的含量等方
面进行重新设计，
以保障材料的高性能，
针对过于微小、
结构单薄产品的特点，
在喂料上对
熔速和产品结构保型性上做针对性设计；
本发明喂料具有超高流速、
材质物理性能优异、
寸稳定性佳等综合优势，
极大的降低了生产成本，
提高了生产效率。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0007] 一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料，
所述喂料包括合金粉末和粘结剂组
按质量百分比计，
所述合金粉末占所述喂料质量为90％，
所述粘结剂组合占所述喂料质
量为10％；
按质量百分比计，
所述粘结剂组合包括：
82％～84％的聚甲醛、3％～6 .5％的低
密度聚乙烯、
3 .5％～4 .5％的橡胶弹性体、
1％～3 .5％的石蜡、
1 .5％～2％的硅油、
0 .5％～
1 .5％的硬脂酸锌、0 .5％～1％的抗氧化剂、0 .5％～1％的甲醛固化剂、0 .5％～2 .5％的油
各组分总量为100％。
[0008] 优选地，
所述合金粉末选用‑800目的水气联合雾化的17‑4PH材料粉末，
D50粒度在
7微米左右，
粉末振实密度为4 .7g/cm 。
[0009] 更优选地，
所述合金粉末元素含量为：
碳0 .04％、铬18％、镍6％、铜4％、铌0 .5％、
锰0 .5％、
余量为铁。
[0010] 如上所述的一种高流动性高强度金属粉末注射成型喂料的应用方法，
包括如下步
[0011]
(1)混炼：
[0012] 喂料制作在密炼造粒一体机内进行制备，
密炼腔设定温度值为185～190℃，
CN 113500192 A
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将聚甲醛、低密度聚乙烯、
橡胶弹性体加入密炼机腔体进行搅拌融熔；
随后加入合金粉末搅
拌约5～8分钟后加入石蜡、
硅油、
硬脂酸锌、
抗氧化剂、
甲醛固化剂，
搅拌转速为每分钟39

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