<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 121104086 A</p>
<p>(43)申请公布日 2025.12.12</p>
<p>(21)申请号 202511382847 .5</p>
<p>(22)申请日 2025 .09 .25</p>
<p>(71)申请人 合肥工业大学</p>
<p>地址 230009 安徽省合肥市屯溪路193号</p>
<p>(72)发明人 罗来马 黄竹品</p>
<p>丁希鹏 王鑫祥</p>
<p>(74)专利代理机构 合肥辉达知识产权代理事务</p>
<p>所(普通合伙) 34165</p>
<p>专利代理师 张丽园</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 1/103 (2022 .01)</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>B22F 3/10 (2006 .01)</p>
<p>CN 121104086 A</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂</p>
<p>及注射成型方法</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>一种低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂</p>
<p>及注射成型方法，属于金属注射成型技术领域。</p>
<p>塑基粘结剂由聚甲醛70wt%、</p>
<p>骨架剂5~15wt%以及</p>
<p>添加剂5~30wt%组成，骨架剂选自高密度聚乙烯、</p>
<p>乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物、</p>
<p>热塑性弹性体；添加剂</p>
<p>中增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯，</p>
<p>润滑剂选自硬</p>
<p>脂酸或石蜡，稳定剂选自硬脂酰胺。本发明采用</p>
<p>硬脂酰胺作为稳定剂提高了塑基粘结剂在密炼</p>
<p>及注射的稳定性。利用邻苯二甲酸二辛酯作为增</p>
<p>塑剂提高喂料的流变性能，采用乙烯‑醋酸乙烯</p>
<p>共聚物作为增容剂提高邻苯二甲酸二辛酯与聚</p>
<p>甲醛的相容性。</p>
<p>使用这种塑基粘结剂对低流动性</p>
<p>铁粉进行密炼和注射成型后，</p>
<p>生坯均匀性得到大</p>
<p>幅提高，且脱脂性能未发生明显变化。</p>
<p>说明书6页</p>
<p>附图3页</p>
<p>CN 121104086 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .一种低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂，其特征在于，由聚甲醛（POM）70wt%、</p>
<p>剂5~15wt%以及添加剂5~30wt%组成，其中：</p>
<p>所述骨架剂选自高密度聚乙烯（HDPE）、乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、</p>
<p>热塑性弹性体</p>
<p>（POE）中的一种或多种的组合；</p>
<p>所述添加剂由增塑剂、</p>
<p>润滑剂以及稳定剂中的一种构成或多种组合构成；</p>
<p>所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯（DOP），所述润滑剂选自硬脂酸（SA）或石蜡（PW），所</p>
<p>述稳定剂选自硬脂酰胺（SR）。</p>
<p>2 .如权利要求1所述的低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂，其特征在于，所述增塑剂</p>
<p>含量为0~5wt%，</p>
<p>润滑剂选择硬脂酸（SA）时含量为0~15wt%，</p>
<p>润滑剂选择石蜡（PW）时含量为5~</p>
<p>10wt%，稳定剂含量为0~15wt%；增塑剂、</p>
<p>润滑剂以及稳定剂含量均为占粘结剂总质量的百分</p>
<p>比，且不同时取0。</p>
<p>3 .如权利要求2所述的低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂，其特征在于，由聚甲醛</p>
<p>（POM）70wt%、</p>
<p>乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物（EVA）1wt%、</p>
<p>热塑性弹性体（POE）4wt%、邻苯二甲酸二</p>
<p>辛酯（DOP）5wt%、</p>
<p>石蜡（PW）5wt%以及硬脂酰胺（SR）15wt%组成。</p>
<p>4 .基于权利要求1、</p>
<p>2或3所述塑基粘结剂的注射成型方法，其特征在于，</p>
<p>包括以下步骤：</p>
<p>（1）原料准备：喂料由金属粉末与粘结剂经密炼制得；所述金属粉末为粒径2~5 μm的超</p>
<p>细不规则形貌铁基合金粉末；</p>
<p>（2）预热混炼：将聚甲醛加入密炼机，加热搅拌；</p>
<p>（3）复合混炼：向密炼机中加入骨架剂、</p>
<p>添加剂以及金属粉末，继续加热搅拌；</p>
<p>（4）加压密炼：对混合物料施加压力并持续密炼，待物料形成均匀面团状后，冷却至室</p>
<p>温并经破碎处理，</p>
<p>得到颗粒状喂料；</p>
<p>（5）注射成型：</p>
<p>喂料制备完成后，根据金属零件的外形进行注塑，</p>
<p>得到成型生坯；</p>
<p>（6）草酸脱脂：将步骤（5）中成型的生坯进行草酸脱脂，最终制得金属零件。</p>
<p>5 .如权利要求4所述的注射成型方法，其特征在于，步骤（1）中按45vol%的金属粉末与</p>
<p>55vol%的粘结剂的比例制备喂料。</p>
<p>6 .如权利要求4所述的注射成型方法，其特征在于，步骤（2）中将聚甲醛加入密炼机，在</p>
<p>170~190 ℃条件下加热搅拌，控制搅拌转速为45~50 r/min，加热时间10~15 min。</p>
<p>7 .如权利要求4所述的注射成型方法，其特征在于，步骤（3）中向密炼机中加入骨架剂、</p>
<p>添加剂以及金属粉末，继续在170~190 ℃下加热搅拌20~30 min。</p>
<p>8 .如权利要求4所述的注射成型方法，其特征在于，步骤（4）中对混合物料施加压力并</p>
<p>持续密炼30~40 min，待物料形成均匀面团状后，冷却至室温并经破碎处理，得到颗粒状喂</p>
<p>9 .如权利要求4所述的注射成型方法，其特征在于，步骤（5）中根据金属零件的外形进</p>
<p>行注塑，其中注射温度为160~190 ℃，注射压力为60~90 bar，注射速率为45%，保压压力为</p>
<p>40 bar，保压速率为40%，保压时间为2 s，</p>
<p>得到成型生坯。</p>
<p>10 .如权利要求4所述的注射成型方法，其特征在于，步骤（6）中将成型的生坯进行草酸</p>
<p>脱脂，脱脂温度为100~150 ℃，进酸量为0 .1~0 .3 g/min，脱脂时间为6~10 h，最终制得金属</p>
<p>零件。</p>
<p>CN 121104086 A</p>
<p>1/6 页</p>
<p>一种低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂及注射成型方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明属于金属注射成型技术领域，</p>
<p>具体是涉及一种低流动性铁粉注射成型用塑</p>
<p>基粘结剂及注射成型方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 金属注射成型用粘结剂是金属注射成型（MIM）技术的核心组成部分，</p>
<p>其通过整合</p>
<p>塑料注射成型的高效率与金属材料的卓越特性，旨在精确制造形状复杂的金属构件。粘结</p>
<p>剂主要由热塑性聚合物和增塑剂两大要素复合而成，在MIM流程中承担着不可或缺的功能，</p>
<p>作为金属粉末的支撑载体，它不仅保持粉末形状的稳定性，同时在热处理环节能够被高效</p>
<p>移除。</p>
<p>[0003] 粘结剂本质上是一种复合型多组分聚合物混合物，</p>
<p>其主要作用是在注射成型工艺</p>
<p>中为构件提供成型支撑，并赋予成品所需的结构强度。</p>
<p>作为专门针对注射成型设计的介质，</p>
<p>其主要职能是整合并维系金属颗粒的团聚结构，直至烧结工序启动。</p>
<p>粘结剂具备以下特性：</p>
<p>流动性优良，以确保金属粉末在模具内均匀填充，形成预定的形状；粘度适中，既能实现粉</p>
<p>末的均匀分布，又便于注射成型操作；热稳定性良好，在密炼及注射过程中保持稳定，不分</p>
<p>解产生有害物质，且易于从金属部件中移除；可去除性高效，金属注射成型的最终阶段，粘</p>
<p>结剂能够通过热解、</p>
<p>熔融或化学方法被彻底去除。</p>
<p>[0004] 在金属注射成型（MIM）工艺中，</p>
<p>粘结剂的选用对于保障最终产品的品质具有决定</p>
<p>性作用。</p>
<p>粘结剂的性能指标直接影响产品的几何尺寸精度、</p>
<p>表面光洁度以及机械性能表现。</p>
<p>塑基粘结剂，作为一类核心粘结材料，主要由聚甲醛成分构成，具备卓越的保形性能、迅速</p>
<p>的成型与脱脂效率，</p>
<p>以及脱脂后的低污染特性。尽管如此，传统塑基粘结剂在密炼过程中易</p>
<p>发生分解，且流变性能较差，导致注射均匀性不足等问题。</p>
<p>特别是在与流动性较差的金属粉</p>
<p>末混合时，其低劣的流变性能会对注射成型的生坯均匀度产生不利影响。</p>
<p>[0005] 鉴于此，</p>
<p>针对低流动性的金属粉末，研发一种新型高效能的塑基粘结剂配方，成为</p>
<p>确保成型工艺稳定性及优化产品质量的紧迫需求。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0006] 本发明旨在提出一种低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂，</p>
<p>用于解决低流动性铁</p>
<p>粉注射不稳定及生坯不均匀等问题。通过引入硬脂酰胺（SR）降低聚甲醛的分解，提高密炼</p>
<p>及注射过程中的稳定性。并通过引入邻苯二甲酸二辛酯（DOP）及乙烯‑醋酸乙烯共聚物</p>
<p>（EVA）改善喂料的流变性能，</p>
<p>确保注射生坯均匀性的提高。</p>
<p>[0007] 为了实现上述目的，</p>
<p>本发明所采用的技术方案为：</p>
<p>[0008] 一种低流动性铁粉注射成型用塑基粘结剂，</p>
<p>由聚甲醛（POM）70wt%、</p>
<p>骨架剂5~15wt%</p>
<p>以及添加剂5~30wt%组成，其中：</p>
<p>[0009] 所述骨架剂选自高密度聚乙烯（HDPE）、</p>
<p>乙烯‑乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、</p>
<p>热塑性弹</p>
<p>性体（POE）中的一种或多种的组合；</p>
<p>CN 121104086 A</p>
<p>[0010]</p>
<p>2/6 页</p>
<p>所述添加剂由增塑剂、</p>
<p>润滑剂以及稳定剂中的一种构成或多种组合构成；</p>
<p>[0011] 所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯（DOP），</p>
<p>所述润滑剂选自硬脂酸（SA）或石蜡</p>
<p>（PW），所述稳定剂选自硬脂酰胺（SR）。</p>
<p>[00</p>

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