发明公布-202411469639.4-一种外刚内柔的金属注射成型铝合金产品及其制备方法

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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 119260004 A
(43)申请公布日 2025.01.07
(21)申请号 202411469639 .4
(22)申请日 2024 .10 .21
(71)申请人东莞歌鸿材料科技有限公司
地址 523462 广东省东莞市松山湖园区四
海南路松山湖段1号10栋101室
C22C 21/08 (2006 .01)
C22C 21/02 (2006 .01)
C22C 21/14 (2006 .01)
C22C 21/16 (2006 .01)
C22C 21/18 (2006 .01)
C22C 21/10 (2006 .01)
(72)发明人江峰曾虹王华磊王与能
余佳航
(74)专利代理机构北京中巡通大知识产权代理
有限公司 11703
专利代理师齐书田
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 7/02 (2006 .01)
B22F 5/00 (2006 .01)
权利要求书2页
CN 119260004 A
(54)发明名称
一种外刚内柔的金属注射成型铝合金产品
及其制备方法
(57)摘要
本发明提供一种外刚内柔的金属注射成型
铝合金产品及其制备方法，所述产品，包括连接
在一起的内层结构和外层结构，所述内层结构的
材质为铝合金，所述外层结构的材质为铝合金和
增强相的复合材料；所述内层结构中的铝合金与
外层结构中的铝合金成分相同。整体产品具体外
刚内柔的特点，从而产品外表面具有硬度高、
磕碰的优点，同时内表面也可以进行普通的机加
说明书9页
附图4页
CN 119260004 A
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1 .一种外刚内柔的金属注射成型铝合金产品，其特征在于，包括连接在一起的内层结
构和外层结构，所述内层结构的材质为铝合金，所述外层结构的材质为铝合金和增强相的
复合材料；所述内层结构中的铝合金与外层结构中的铝合金成分相同。
2 .根据权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品，其特征在于，所述铝合
金为6系铝合金、
7系铝合金、
2系铝合金或Al‑Mg‑Cu合金。
3 .根据权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品，其特征在于，所述铝合
金中包含0 .1wt%‑10 wt%的金属锡。
4 .根据权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品，其特征在于，所述增强
相为氧化铝、碳化硅、碳化钛、碳化钨、碳化锆、碳化钒、氮化钛、氮化钽、立方氮化硼和金刚
石中的一种或多种。
5 .根据权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品，其特征在于，所述外层
结构中，增强相的体积占比为1%‑30%。
6 .权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品的制备方法，其特征在于，包
括以下步骤：
S01，将铝合金粉末与粘结剂混合制成喂料，记作A粉；将铝合金粉末、增强相粉末与粘
结剂混合制成喂料，
记作B粉；
S02，将B粉进行注射成型，得到外层结构生坯，将外层结构生坯置于模具中，将A粉进行
注射成型至所述装有外层结构生坯的模具中，得到内层结构生坯，外层结构生坯和内层结
构生坯粘结为整体，得到生坯；或者，将A粉进行注射成型，得到内层结构生坯，将内层结构
生坯置于模具中，将B粉进行注射成型至所述装有内层结构生坯的模具中，得到外层结构生
外层结构生坯和内层结构生坯粘结为整体，
得到生坯；
S03，将生坯进行脱脂处理，
得到棕坯；
S04，将棕坯进行烧结处理，
得到外刚内柔的金属注射成型铝合金产品。
7 .权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品的制备方法，其特征在于，包
括以下步骤：
S11，将铝合金粉末与粘结剂混合制成喂料，记作A粉；将铝合金粉末、增强相粉末与粘
结剂混合制成喂料，
记作B粉；
S12，将A粉进行注射成型，得到内层结构生坯；将B粉进行注射成型，得到外层结构生
S13，将内层结构生坯和外层结构生坯组合在一起，并进行脱脂处理，
得到棕坯；
S14，将棕坯进行烧结处理，
得到外刚内柔的金属注射成型铝合金产品。
8 .根据权利要求7所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品的制备方法，其特征在
于，S13中，
脱脂处理为催化脱脂或者热脱脂。
9 .权利要求1所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品的制备方法，其特征在于，包
括以下步骤：
S21，将铝合金粉末与粘结剂混合制成喂料，记作A粉；将铝合金粉末、增强相粉末与粘
结剂混合制成喂料，
记作B粉；
S22，将A粉进行注射成型，得到内层结构生坯；将B粉进行注射成型，得到外层结构生
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S23，将内层结构生坯进行脱脂处理和烧结，得到内层结构；将外层结构生坯进行脱脂
处理和烧结，
得到外层结构；
S24，将内层结构和外层结构组合并焊接在一起。
10 .根据权利要求6‑9任一项所述的外刚内柔的金属注射成型铝合金产品的制备方法，
其特征在于，粘结剂包括聚乙烯、
聚丙烯、
聚甲醛和聚乙二醇；或者，所述粘结剂包括石蜡、
硬脂酸、
聚甲醛和乙二酸二甲酯。
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一种外刚内柔的金属注射成型铝合金产品及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于粉末冶金铝合金金属注射成型领域，
具体涉及外刚内柔的金属注射成
型铝合金产品及其制备方法，属于一种功能型材料。
背景技术
[0002] 金属注射成型（MIM）近几年来发展迅速，
因其工艺成本低，效率高，可以定制加工
复杂结构金属部件，是制造复杂的小型部件的一种重要技术。
[0003] 铝的密度仅为2 .7g/cm 3 ，
具有很强的比强度，耐腐蚀性能强，可通过阳极氧化或
PVD做成各种的外观颜色，在减重外观件产品中有重要的价值，比如手机框、
智能手表壳、
线耳机壳，甚至是无人机产品、
航空航天产品等。然而，常规的铝合金并不具备强的耐磨性，
且弹性模量通常在70‑80 GPa，抵抗弹性变形的能力相对钢铁等常见金属来说是比较低的。
在日常使用中，铝合金金属注射成型产品容易受到磕碰而变形，
限制了应用范围。
[0004] 金属基复合材料（Metal Matrix Composite，
简称MMC）是以金属及其合金为基体，
与一种或几种非金属增强相人工合成的复合材料，其增强材料大多为无机非金属，如氧化
物陶瓷、碳化钨陶瓷、碳、金属纤维等。铝基复合材料中，通过选择合适的增强相，制备的材
料具有轻量高强高模量的优点，例如常用的增强相有碳化硅（SiC）、碳化钛（TiC）、氧化铝
（Al2O3），也可使用价格较高的金刚石（C）、立方氮化硼（CBN）等。上述增强相硬度高，弹性模
量高，与铝合金一起制作成复合材料，既有铝合金的轻量化、
耐腐蚀的优点，又有增强相弹
性模量高、
耐磨、
硬度高的特点，是比较理想的材料。
[0005] 在铝合金注射成型的常见产品中，
尽管注射成型是近净成形的一项工艺，但也存
在一些需要机加工的区域，比如螺纹孔、
微孔等。然而，铝基复合材料中的增强相硬度高，又
增加了机加工的难度，甚至是带来高昂的机加工代价。比如使用金刚石或者立方氮化硼做
增强相，普通的车铣钻几乎不可能，
使用电火花加工成本太高。常见的手机框、
智能表壳、
线耳机壳等产品，外表面结构简单、
光滑，可以MIM成型无需额外机加工；但是内表面的螺纹
微孔等结构需要进行一定的机加工。
发明内容
[0006] 为了解决上述现有技术的问题，
本发明提供一种外刚内柔的金属注射成型铝合金
产品及其制备方法，整体产品具体外刚内柔的特点，从而产品外表面具有硬度高、
防磕碰的
优点，同时内表面也可以进行普通的机加工。
[0007] 本发明通过以下技术方案实现：
一种外刚内柔的金属注射成型铝合金产品，包括连接在一起的内层结构和外层结
构，所述内层结构的材质为铝合金，所述外层结构的材质为铝合金和增强相的复合材料；所
述内层结构中的铝合金与外层结构中的铝合金成分相同。
[0008] 优选的，
所述铝合金为6系铝合金、
7系铝合金、
2系铝合金或Al‑Mg‑Cu合金。
[0009] 优选的，
所述铝合金中包含0 .1wt%‑10 wt%的金属锡。
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[0010]

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