注射成型工艺，提高成型坯体的质量，且排气孔——模具行业从业者必备知识手册
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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 112427640 A
(43)申请公布日 2021.03.02
(21)申请号 202011217438.7
(22)申请日 2020.11.04
(71)申请人 东莞华晶粉末冶金有限公司
地址 523843 广东省东莞市东城街道牛山
外经工业园伟丰路2号
(72)发明人 周锐 高万顺 程丛奎 邹金龙
(74)专利代理机构 深圳新创友知识产权代理有
限公司 44223
代理人 王震宇
(51)Int.Cl.
B22F 3/22(2006.01)
B22F 3/00(2021.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
(54)发明名称
一种金属粉末注射成型设备和方法
(57)摘要
一种金属粉末注射成型设备和方法，该设备
包括注射机，所述注射机包括熔料管和设置在所
述熔料管内用于推料的螺杆，所述螺杆具有螺杆
止逆环，在所述熔料管的位于所述螺杆止逆环前
方的预注射区域处设置有排气口和排气阀，所述
排气口连接抽气装置。在熔料管前端的预注射区
域处设置排气孔，可以通过抽气装置有效地排出
混炼预注射区域喂料产生的气体，避免气体影响
注射成型工艺，提高成型坯体的质量，且排气孔
的位置不影响产品型腔，不会影响到制品表面的
平整性，而且也不需要针对每一套模具再去做型
腔排气孔，通用性强，成本低。
权 利 要 求 书
CN 112427640 A 1/1 页
1.一种金属粉末注射成型设备，包括注射机，所述注射机包括熔料管和设置在所述熔
料管内用于推料的螺杆，所述螺杆具有螺杆止逆环，其特征在于，在所述熔料管的位于所述
螺杆止逆环前方的预注射区域处设置有排气口和排气阀，所述排气口连接抽气装置。
2.如权利要求1所述的金属粉末注射成型设备，其特征在于，所述熔料管前端设置有炮
筒法兰，所述排气口设置在所述炮筒法兰上。
3.如权利要求2所述的金属粉末注射成型设备，其特征在于，所述炮筒法兰包括中央贯
通的凸缘和连通所述凸缘并突出于所述凸缘前方的前端管，所述前端管连接所述注射机的
射嘴，所述排气口设置在所述前端管上。
4.如权利要求3所述的金属粉末注射成型设备，其特征在于，所述排气口包括贯通所述
前端管的管壁的多个排气孔。
5.如权利要求1至4任一项所述的金属粉末注射成型设备，其特征在于，所述多个排气
孔在所述前端管的侧壁上沿周向间隔分布。
6.如权利要求1至5任一项所述的金属粉末注射成型设备，其特征在于，还包括控制单
元和设置在所述熔料管内的压力传感器，所述控制单元与所述压力传感器、所述抽气装置
及所述排气阀相连，所述控制单元用于根据所述压力传感器检测到所述熔料管内的气压控
制所述排气阀打开或关闭，并控制所述抽气装置进行抽气或停止抽气。
7.如权利要求1至6任一项所述的金属粉末注射成型设备，其特征在于，所述抽气装置
包括抽气泵。
8.一种金属粉末注射成型方法，其特征在于，使用如权利要求1至7任一项所述金属粉
末注射成型设备进行金属粉末注射成型。
9.如权利要求8所述的金属粉末注射成型方法，其特征在于，包括合模、注射、保压、冷
却、储料、射退、抽气、开模以及顶出步骤，其中，在抽气步骤，打开所述排气阀，控制所述抽
气装置通过所述排气口将所述熔料管内产生的气体吸走，抽气完成后关闭所述排气阀。
说 明 书
CN 112427640 A 1/5 页
[0001] 本发明涉及一种金属粉末注射成型设备和方法。
[0002] 粉末冶金注射成型工艺由于其诸多优点，行业发展迅速，其技术已被广泛应用于
军事、交通、机械、电子、航空、航天等领域。
[0003] 金属粉末注射成型(MIM)技术，为近年发展较快的制备金属零件的技术方法。注射
成型工艺，生产效率高，产品一致性好，产品复杂程度高。可实现大批量，高良率的稳定生
[0004] MIM金属喂料，主要为金属粉与热塑性材料的混合体，两者在一定工艺温度条件
下，混炼而成。热塑性材料统称为成型剂，让金属粉料在一定温度下具有流动性，便于注射
成型。成型剂大致又可为为以下几大类，成型剂、保形剂、润滑剂等等，因每类的功能不同，
材料也不同，塑化与热分解温度也不一样。因金属材料与成型剂在塑化成喂料过程中，材料
易产生与分解气体，对注射成型工艺有较大影响，不利于产品充填，影响成型坯体的制备。
[0005] 传统注射成型工艺，在设计和制造过程中，因使用的喂料为单一型热塑性或热固
性喂料，相对来说均在同一塑化温度条件下，既可达到一个较好的熔融状态，可简单充入模
具型腔，获取到产品。金属粉与不同热塑性材料的混合体，其热塑性组分、熔融与分解温度
也有一些差异，需要一定的时间才可达到一个较好的熔融状态，在这个过程中，将产生大量
气体。CN109202085A公开在填充区域型腔对应的模具处设置排气孔，模具型腔位置的排气
孔，为在产品型腔内设置的活动排气孔，该设置会影响到制品表面的平整性，且还需要针对
每一套模具再去做型腔排气孔，成本高。CN111098440A公开了在料筒与炮筒的接处设有的
排气接口，注射螺杆的有效注射段为止逆环前端，螺杆止逆环类于单向阀，喂料可以从料筒
端通过止逆环至射嘴端，但是不能从射嘴端，通过止逆环到料筒端。也就是说，在料筒与炮
筒连接处设置排气口，无法解决螺杆止逆环前，预注射区域喂料的排气问题。
[0006] 本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种金属粉末注射成型设
备和方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 一种金属粉末注射成型设备，包括注射机，所述注射机包括熔料管和设置在所述
熔料管内用于推料的螺杆，所述螺杆具有螺杆止逆环，在所述熔料管的位于所述螺杆止逆
环前方的预注射区域处设置有排气口和排气阀，所述排气口连接抽气装置。
[0009] 进一步地：
[0010] 所述熔料管前端设置有炮筒法兰，所述排气口设置在所述炮筒法兰上。
[0011] 所述排气口为排气孔，所述排气阀为设置在所述排气孔上的气动针阀。
[0012] 所述炮筒法兰包括中央贯通的凸缘和连通所述凸缘并突出于所述凸缘前方的前
CN 112427640 A 2/5 页
端管，所述前端管连接所述注射机的射嘴，所述排气口设置在所述前端管上。
[0013] 所述排气口包括贯通所述前端管的管壁的多个排气孔。
[0014] 所述多个排气孔在所述前端管的侧壁上沿周向间隔分布。
[0015] 还包括控制单元和设置在所述熔料管内的压力传感器，所述控制单元与所述压力
传感器、所述抽气装置及所述排气阀相连，所述控制单元用于根据所述压力传感器检测到
所述熔料管内的气压控制所述排气阀打开或关闭，并控制所述抽气装置进行抽气或停止抽
[0016] 所述抽气装置包括抽气泵。
[0017] 一种金属粉末注射成型方法，使用所述金属粉末注射成型设备进行金属粉末注射
成型。
[0018] 所述方法具体包括合模、注射、保压、冷却、储料、射退、抽气、开模以及顶出步骤，
其中，在抽气步骤，打开所述排气阀，控制所述抽气装置通过所述排气口将所述熔料管内产
生的气体吸走，抽气完成后关闭所述排气阀。
[0019] 本发明具有如下有益效果：
[0020] 在进行注射成型工艺时，当螺杆装好料往后退时，在喂料的注射储存区处会形成
一个空腔，而喂料较易分解产生气体，且螺杆旋转储料时剪切喂料也会促使喂料产生气体。
本发明通过在熔料管的位于螺杆止逆环前方预注射区域处设置排气孔，并通过抽气装置抽
气，可以有效地排出气体，避免气体影响注射成型工艺，提高成型坯体的质量。并且，由于本
发明在注射成型金属材料产品时可将熔料管内产生的气体及时吸走，注射需求压力低，机
台损耗小，设备寿命长，制品稳定性高。
[0021] 本发明将排气口设置在预注射区域，螺杆止逆环前，可以很好地将螺杆头混炼预
注射区域喂料产生的气体排出。且本发明在注射机上所设置的排气孔的位置不影响产品型
腔，不会影响到制品表面的平整性，而且也不需要针对每一套模具再去做型腔排气孔，通用
性强，成本低。
附图说明
[0022] 图1为本发明一种实施例金属粉末注射成型设备的注射机的结构示意图。
[0023] 图2a至图2c分别为本发明一种实施例的炮筒法兰的多个视角的结构示意图。
[0024] 图3为本发明一种实施例的金属
各位师傅觉得这个方案怎么样？有更好的做法吗？