发明公布-202411678897.3-利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法
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<p>以下内容整理自《发明公布-202411678897.3-利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)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 119703082 A</p>
<p>(43)申请公布日 2025.03.28</p>
<p>(21)申请号 202411678897 .3</p>
<p>(22)申请日 2024 .11 .22</p>
<p>(71)申请人 无锡市史丹立士新材料有限公司</p>
<p>地址 214200 江苏省无锡市宜兴市新街街</p>
<p>道龙池路900号</p>
<p>(72)发明人 徐润杰 龙斌</p>
<p>(74)专利代理机构 无锡市天宇知识产权代理事</p>
<p>务所(普通合伙) 32208</p>
<p>专利代理师 丁雪强</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/10 (2006 .01)</p>
<p>CN 119703082 A</p>
<p>权利要求书2页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部</p>
<p>件的方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明公开了利用金属粉末注射成型工艺</p>
<p>制备大型零部件的方法，属于大型零部件加工技</p>
<p>术领域，用于解决现有技术中的金属粉末注射成</p>
<p>型制备的大型零部件的强度有待进一步提高的</p>
<p>技术问题；本发明包括以下步骤：将增强剂、</p>
<p>和丙酮加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至</p>
<p>40‑50℃，搅拌至体系溶解，得到增强改性液，将</p>
<p>金属粉末加入到高速混合机中加热，待金属粉末</p>
<p>温度达到100‑110℃，向高速混合机中缓慢加入</p>
<p>增强改性液；本发明是通过制备流动性能高的改</p>
<p>性金属粉末，并将其与粘结助剂组合，优化注射</p>
<p>条件和脱脂焙烧条件，有效的提高注射件的极限</p>
<p>抗拉强度、</p>
<p>屈服强度、</p>
<p>延伸率和硬度性能。</p>
<p>说明书7页</p>
<p>附图2页</p>
<p>CN 119703082 A</p>
<p>1/2 页</p>
<p>1 .利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征在于，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>S1、</p>
<p>将增强剂、石蜡和丙酮加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至40‑50℃，搅拌至体</p>
<p>系溶解，</p>
<p>得到增强改性液；</p>
<p>S2、将金属粉末加入到高速混合机中加热，待金属粉末温度达到100‑110℃，向高速混</p>
<p>合机中缓慢加入增强改性液，加入完毕，保温混合60‑80min，</p>
<p>得到改性金属粉末；</p>
<p>S3、</p>
<p>将改性金属粉末和粘结助剂混合后加入注射机中，注射成型，得到厚度为30mm的注</p>
<p>射坯件；</p>
<p>S4、</p>
<p>将注射坯件放置到气氛炉中，</p>
<p>热脱脂烧结，</p>
<p>得到注射件。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，步骤S1中，所述增强剂、</p>
<p>石蜡和丙酮的用量比为2‑3g:1g:20mL。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，步骤S2中，所述金属粉末和增强改性液的用量比为100g:7‑12mL，高速混合机转速为</p>
<p>800‑900r/min，所述金属粉末由不锈钢粉、</p>
<p>氮化钛、碳化铌、</p>
<p>氧化镧和氧化铈按重量比100:</p>
<p>0 .05:0 .02:0 .01:0 .01组成，不锈钢粉末为17‑4PH不锈钢粉，粒径为70‑90μm。</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，步骤S3中，所述改性金属粉末和粘结助剂的重量比为100:8‑12，所述粘结助剂由聚甲</p>
<p>醛和琼脂按重量比10:3组成，所述注射机的喂料温度为180‑190℃，注射压力为95‑105MPa，</p>
<p>保压压力为95‑105MPa，保压时间为10‑15s。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，步骤S4中，所述热脱脂烧结的方法为：气氛炉真空度降低至0 .1MPa，气氛炉温度以1</p>
<p>℃/min的升温速率升高至180‑200℃，保温60‑80min，气氛炉温度以2℃/min的升温速率升</p>
<p>高至450‑500℃，保温30‑50min，气氛炉以2℃/min升高至780‑820℃，保温60‑80min，气氛炉</p>
<p>以4℃/min升温速率升高至1350‑1400℃，保温90‑120min，气氛炉温度降低至室温，出料，得</p>
<p>到注射件。</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，所述增强剂由以下步骤加工得到：</p>
<p>A1、</p>
<p>将丙烯酸、</p>
<p>甲基丙烯酸甲酯、</p>
<p>丙烯酸丁酯、</p>
<p>甲苯加入到反应釜中搅拌，向反应釜中加</p>
<p>入引发剂，</p>
<p>反应釜温度升高至80‑90℃，保温反应4‑6h，后处理得到聚烯烃；</p>
<p>A2、将聚烯烃、双酚A型环氧树脂和N ,N‑二甲基甲酰胺加入到氮气保护的反应釜中搅</p>
<p>拌，向反应釜中加入催化剂，反应釜温度升高至90‑100℃，保温反应4‑5h，后处理得到增强</p>
<p>7 .根据权利要求6所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，步骤A1中，所述丙烯酸、</p>
<p>甲基丙烯酸甲酯、</p>
<p>丙烯酸丁酯的用量比为3mol:1mol:2mol，所</p>
<p>述丙烯酸丁酯、</p>
<p>甲苯和引发剂的用量比为1g:8mL:0 .1g，所述引发剂为偶氮二异丁腈，所述</p>
<p>后处理包括：</p>
<p>反应完成之后，</p>
<p>反应釜温度保温80‑90℃，减压蒸除溶剂，</p>
<p>得到聚烯烃。</p>
<p>8 .根据权利要求6所述的利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，其特征</p>
<p>在于，步骤A2中，所述聚烯烃、</p>
<p>双酚A型环氧树脂、</p>
<p>N ,N‑二甲基甲酰胺和催化剂的用量比为8‑</p>
<p>10g:4‑5g:50mL:0 .5g，所述催化剂为二异丙胺，所述后处理包括：反应完成之后，反应釜温</p>
<p>度降低至室温，向反应釜中缓慢加入3wt%十二烷基硫酸钠水溶液，搅拌分散30‑50min，抽</p>
<p>CN 119703082 A</p>
<p>2/2 页</p>
<p>滤，滤饼用乙醇洗涤三次后抽干，滤饼转移到温度为60‑70℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到</p>
<p>增强剂。</p>
<p>CN 119703082 A</p>
<p>1/7 页</p>
<p>利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明涉及大型零部件加工技术领域，</p>
<p>具体涉及利用金属粉末注射成型工艺制备</p>
<p>大型零部件的方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 随着现代工业技术的飞速发展，</p>
<p>对零部件的尺寸、</p>
<p>精度和复杂性的要求日益提高，</p>
<p>传统的金属加工方法，如铸造、锻造和机械加工，在制备大型且结构复杂的零部件时，往往</p>
<p>面临生产效率低、</p>
<p>材料浪费大、</p>
<p>成本高昂等挑战，金属粉末注射成型技术是通过将金属粉末</p>
<p>与有机粘结剂均匀混合后，利用注射成型机在高温高压下将混合物注入模具中固化成形，</p>
<p>随后通过脱脂和烧结等步骤去除粘结剂，最终得到致密的金属零部件。</p>
<p>[0003] 在现有技术中，</p>
<p>公开号为CN105290392A的中国发明专利，公开了一种304L不锈钢</p>
<p>金属粉末注射成形方法，包括将304L不锈钢粉末与粘结剂混炼制粒制成喂料、注射成形制</p>
<p>备坯件、</p>
<p>催化脱脂以及负压脱脂、</p>
<p>真空内烧和强制冷却的三段式气氛工艺烧结等步骤，</p>
<p>得的304L不锈钢零件尺寸精度高、</p>
<p>表面精度高、</p>
<p>无毛刺现象，且避免溶剂脱脂和热脱脂的复</p>
<p>杂工艺，</p>
<p>生产效率高、</p>
<p>生产成本低。</p>
<p>[0004] 但是，</p>
<p>传统的金属粉末注射成型技术主要是通过金属粉末注射成型工艺的精度</p>
<p>组织均匀、</p>
<p>性能优异、</p>
<p>生产成本低等特点，常用于生产小型、</p>
<p>复杂且具有特殊要求的零部</p>
<p>件，而对于大型零部件，</p>
<p>由于其自身厚度的较大，小粒径粉末虽然有助于提升材料的致密度</p>
<p>和微观组织均匀性，但在大型零部件的制备过程中，小粒径金属粉末的比表面积大，表面能</p>
<p>高，容易发生团聚现象，导致喂料混合均匀性下降，影响注射成型的稳定性和质量，并且小</p>
<p>粒径金属粉末的脱脂过程更为复杂，需要更长的脱脂时间和更高的脱脂温度，这不仅增加</p>
<p>了生产成本，还可能导致脱脂不完全，影响最终产品的性能，金属粉末注射成型制备的大型</p>
<p>零部件的强度有待进一步提高。</p>
<p>[0005] 针对此方面的技术缺陷，</p>
<p>现提出一种解决方案。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0006] 本发明的目的在于提供利用金属粉末注射成型工艺制备大型零部件的方法，</p>
<p>解决现有技术中的金属粉末注射成型制备的大型零部件的强度有待进一步提高的技术问</p>
<p>[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：</p>
<p>利用金属粉末注射成型工艺制备大型</p>
<p>零部件的方法，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>[0008] S1、</p>
<p>将增强剂、</p>
<p>石蜡和丙酮加入到反应釜中搅拌，反应釜温度升高至40‑50℃，搅拌</p>
<p>至体系溶解，</p>
<p>得到增强改性液；</p>
<p>[0009] S2、</p>
<p>将金属粉末加入到高速混合机中加热，待金属粉末温度达到100‑110℃，向高</p>
<p>速混合机中缓慢加入增强改性液，加入完毕，保温混合60‑80min，</p>
<p>得</p><hr>
<p>你们厂里是怎么处理的？来评论区聊聊。</p>