罩壳注射成型方法，属于金属注射成型的技术领——模具行业从业者必备知识手册
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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 120347211 A
(43)申请公布日 2025.07.22
(21)申请号 202510705640.0 B22F 3/24(2006.01)
B22F 9/14(2006.01)
(22)申请日 2025.05.29
(71)申请人 江苏昆仑光源材料有限公司
地址 225300 江苏省泰州市高港区临港大
道186号
(72)发明人 傅曦雨 陆余圣
(74)专利代理机构 北京和信华成知识产权代理
事务所(普通合伙) 11390
专利代理师 徐瑞林
(51)Int.Cl.
B22F 5/00(2006.01)
B22F 1/05(2022.01)
B22F 1/065(2022.01)
B22F 3/10(2006.01)
B22F 3/22(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图6页
(54)发明名称
一种高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法
(57)摘要
本发明公开一种低成本高抛光钛合金插头
罩壳注射成型方法，属于金属注射成型的技术领
域。所述方法包括：制粉、原料称量、密炼、造粒、
注射成型、酸脱脂、热脱脂+真空烧结、抛光。该方
法所用的钛合金粉末为等离子雾化法（PDPA）制
备的0‑60um球形粉添加0‑50um非球形粉的复合
型粉末；非球形钛粉的成本远低于球形钛粉，生
产成本相对降低80％以上；等离子雾化法制备的
0‑60um球形粉通粉多，有助于烧结致密；真空烧
结制备的多孔复杂形状钛合金零部件的烧结收
缩系数精准控制在1.20‑1.350不需要额外的整
形配套装备；根据该方法制造的高抛光钛合金产
品零件的密度≥4.45g/cm3，抗拉强度≥950MPa，
断后伸长率≥12％，硬度≥350（HV）。
权 利 要 求 书
CN 120347211 A 1/1页
1.一种高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：制粉：制备0‑60um钛合金球形粉末，粉末粒径为0‑60um，按照比例添加0‑50um非球
型粉末，装入三维混料机中混合均匀，制备成复合型粉末；复合型粉末粒径为0‑30um，振实
密度大于2.7g/cm3，粉末氧含量小于0.2％，粉末氮含量小于0.03%；
S2：密炼：将钛合金粉末与成型粘结剂按比例在气氛保护密炼造粒一体机中混炼1‑2h
后造粒，获得钛合金注射喂料；
S3：注射成型：将喂料加热至160‑180℃，注射填充至模具型腔内部，形成生坯件；
S4：酸脱脂：将注射成型的生坯件放置在脱脂炉内，在草酸气氛下进行酸脱，酸脱脂温
度为110‑140℃，酸脱时间为7‑10h；
S5：热脱：将酸脱后的生坯件放入真空炉中抽真空至1×10‑3Pa以下热脱，热脱脂温度为
300‑650℃，热脱保温时间为5‑12h；
S6：烧结：热脱完成后将真空炉升温至1150‑1250℃，保温时间2‑8h，再将毛坯温度降温
至400‑600℃，保温时间1‑4h，再冷却至40‑80℃取出；
S7：后处理：对毛坯进行整形、喷砂以及机加工，得到插头罩壳成品。
2.根据权利要求1所述的高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，其特征在于：步骤S2中
钛合金粉末与粘结剂添加体积比为：1:1‑1.5：1。
3.根据权利要求2所述的高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，其特征在于：步骤S2中
所述成型粘结剂为聚甲醛、石蜡、丙烯酸十八脂、乙撑双硬脂酰胺、乙烯‑醋酸乙烯共聚物，
聚乙烯，聚丙烯以及巴斯夫抗氧化剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，其特征在于：步骤S2中
密炼温度170℃‑180℃，密炼时间1h，密炼仓中使用氩气保护；具体操作为：将复合型粉末预
热到180℃，随后加入部分成型粘结剂，待成型粘结剂全部熔融，随后加入剩余的成型粘结
剂，并降温到175℃，继续密炼40min，完成密炼工序；密炼后造粒温度为180℃。
5.根据权利要求1所述的高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，其特征在于：步骤S3中
注射压力为80Mpa‑120Mpa。
6.根据权利要求1所述的高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，其特征在于：步骤S4中
酸脱脂过程中进酸量为3.2g/min‑7.5g/min；
步骤S6烧结过程中保持真空度为10 ‑3‑10‑1Pa。
说 明 书
CN 120347211 A 1/5页
[0001] 本发明主要涉及航空插头罩壳注射成型制造技术领域，特别是涉及一种高效低成
本钛合金航空插头罩壳注射成型制造方法。
[0002] 金属粉末注射成型技术是将粉末冶金技术与塑料注射成型技术相结合而形成的
一种净成形工艺，突破了传统金属粉末模压成形工艺在产品形状上的限制，具有原料利用
率高、生产效率高及净成形等优点。但钛合金粉末注射成型在钛合金粉末制备、注射成型、
脱脂及烧结工艺参数控制等方面存在一定的问题和限制，主要涉及到含氧量控制、变形控
制、粘结剂的选择、注射成型及烧结的温度控制等，如烧结温度下杂质元素(氧)溶解于基体
钛，会导致钛合金的力学性能下降，故需降低制粉、脱脂及烧结等各个工艺工序中的增氧
量；烧结后的零件成品相较于注射成型的毛坯会有10～18％的收缩，对于航空插头罩壳尺
寸精度要求在±0.05mm的高要求，对粘结剂选择、注射模具设计、脱脂及烧结温度控制等都
面临着巨大的挑战。正是这些问题，导致高精度的注射成型钛合金批量零件尚未形成产业
化的生产。因此，亟需克服钛合金金属粉末注射成型中的成型技术难题，保证钛合金的力学
性能以及零件的尺寸精度，形成高效低成本钛合金航空插头罩壳批量制造能力。
[0003] 发明目的： 本发明目的在于克服现有技术中钛合金金属注射成型技术中粉末制
备、脱脂、烧结中技术难题，提供一种高效低成本钛合金航空插头罩壳注射成型制造方法，
通过控制工艺过程中含氧量、脱脂和烧结过程中的温度等，实现了净成型的钛合金航空插
头罩壳的批量化生产，保证了零件高精度的技术要求。
[0004] 技术方案： 本发明所述一种高抛光钛合金插头罩壳注射成型方法，包括如下步
S1：制粉：制备0‑30um钛合金球形粉末，粉末粒径为0‑30um，按照比例添加0‑30um
非球型粉末，装入三维混料机中混合均匀，制备成复合型粉末；复合型粉末粒径为0‑30um，
振实密度大于2.7g/cm3，粉末氧含量小于0.2％，粉末氮含量小于0.03%；
S2：密炼：将钛合金粉末与成型粘结剂按比例在气氛保护密炼造粒一体机中混炼
1‑2h后造粒，获得钛合金注射喂料；
S4：酸脱脂：将注射成型的生坯件放置在脱脂炉内，在草酸气氛下进行酸脱，酸脱
脂温度为110‑140℃，酸脱时间为7‑10h；
度为300‑650℃，热脱保温时间为5‑12h；
降温至400‑600℃，保温时间1‑4h，再冷却至40‑80℃取出；
CN 120347211 A 2/5页
[0005] 进一步地，作为较优实施方式，步骤S2中钛合金粉末与粘结剂添加体积比为：1:1‑
1.5：1。
[0006] 进一步地，作为较优实施方式，步骤S2中所述成型粘结剂为聚甲醛、石蜡、丙烯酸
十八脂、乙撑双硬脂酰胺、乙烯‑醋酸乙烯共聚物，聚乙烯，聚丙烯以及巴斯夫抗氧化剂中的
至少一种。
[0007] 进一步地，作为较优实施方式，步骤S2中密炼温度170℃‑180℃，密炼时间1h，密炼
仓中使用氩气保护；具体操作为：将复合型粉末预热到180℃，随后加入部分成型粘结剂，待
成型粘结剂全部熔融，随后加入剩余的成型粘结剂，并降温到175℃，继续密炼40min，完成
密炼工序；密炼后造粒温度为180℃。
[0008] 进一步地，作为较优实施方式，步骤S3中注射压力为80Mpa‑120Mpa。
[0009] 进一步地，作为较优实施方式，步骤S4中酸脱脂过程中进酸量为3.2g/min‑7.5g/
min；
[0010] 进一步地，为提高密炼效果，步骤S2密炼过程中所使用的气氛保护密炼造粒一体
机具有气氛保护装置，气氛保护装置设置在密炼机混炼仓上方，包括主箱体、操作门板、惰
性气体进气装置、氧含量检测装置，所述主箱体底端和后部与密炼机固定连接，所述操作门
板通过单侧铰链与主箱体连接转动，所述惰性气体进气装置设于主箱体上方，所述氧含量
检测装置设于主箱体内部上端和下端。
[0011] 进一步地，作为较优实施
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