Common plastic materials and their applications:
Full guide: https://www.mfgabc.com/guides/plastic-material-selection-guide.html
这个参数你们一般设多少？评论区说说。
注塑件顶针印痕（顶白、顶凸、顶凹）是注塑车间最常见的外观不良，特别是黑色件和透明件最头疼。我们厂25台注塑机专门做了半年的数据统计和改善，分享一些实测有效的方案。
【顶针印痕出现在哪些产品上？】
我们的统计（8000+批次数据）：
【七个改善方案（按效果排序）】
【最划算的做法】
在不改模的情况下，先试"减小保压压力10%+延长冷却时间2秒+顶出速度调慢"，这三步能解决60%的顶针印痕问题，成本为零。如果还不行再考虑改顶针直径和数量。
各位同行有没有其他好的办法？特别是做LED透镜的朋友，对顶针印痕要求严到0.1mm以内，你们怎么处理的？
这个参数你们一般设多少？评论区说说。
水路设计做不好，模具冷却效率差30-50%。说说最常见的几个错误和我的经验：
【串联 vs 并联】很多设计图看着漂亮但实际不实用。我的原则：模仁部分用并联（每个型腔独立水路），模架部分用串联。全部搞串联的，末端型腔温度比前端高8-12度，产品尺寸左右不一致。
【水路平衡】并联水路要保证每个支路压降一致。计算方法是：主管直径大于支管总和截面的一半。比如4个支路各8mm，主管至少12mm。不平衡的水路，流量小的型腔冷却不够。
【位置分布】水路到型腔表面的距离。小模具15-20mm，大模具20-30mm。太近了模具强度不够，太远了冷却效果差。另外水路之间的距离不要超过水路到型腔距离的两倍。
我们有个产品之前冷却时间22秒，优化水路后降到14秒，周期缩短36%。
新手建议收藏，老手欢迎指点。
在模具设计中，顶针选型直接影响顶出效果和模具寿命。这次拿推板顶针、扁顶针、司筒顶针三种做一个完整对比。
| 维度 | 推板顶针（圆形） | 扁顶针（D型） | 司筒顶针（套筒型） |
|---|---|---|---|
| 常用直径 | 2-20mm | 2-10mm | 2-12mm |
| 顶出力 | 中 | 弱 | 中 |
| 排气性 | 差 | 好（单侧间隙） | 好（套筒间隙） |
| 配合精度 | H7/g6 | H7/g6 | 内针H7/f6 外套H7/g6 |
| 易损件 | 否 | 易弯曲 | 内针易断 |
| 价格参考 | 最低（~8元/根） | 中等（~15元/根） | 最高（~35元/套） |
| 维修难度 | 简单 | 偏难 | 中等 |
推板顶针是最常见的顶出方式，适用于平板类产品、顶出深度不大的模具。
优点：成本低、安装简单、可替换性强
缺点：不适合深腔件、受力不均易顶白
扁顶针在空间受限的场景很好用——比如滑座、薄壁件。
优点：节省空间、排气性好
缺点：强度偏弱、D型截面抗弯差，模具生产5万模次后容易弯曲
司筒顶针适合圆柱形产品的顶出（瓶盖、管件）。
优点：顶出平衡、排气好
缺点：内针容易从根部断裂、更换麻烦
场景：一套PP材质的化妆品瓶盖模具（一出十六），寿命要求100万模次
选型过程：
成本对比：
延伸阅读
• 【耗材评测】模具顶针与司筒选型深度对比：推顶方案如何选
• 模具标准件采购指南：模架、顶针、弹簧的国标与行业标准对比
延伸阅读
• 顶针布局的黄金法则：避免顶白、顶穿与顶出不平衡
• 模具顶针系统故障：顶白顶穿断裂对策
• 【经验分享】顶针设计 — 模具行业的实用知识
各位师傅觉得这个方案怎么样？有更好的做法吗？
模具表面质量和微小缺陷的检测一直是质量控制的关键环节。传统的人工目检效率低、漏检率高。2026年，基于机器视觉和深度学习的AI缺陷检测系统在模具行业加速落地。
这类系统通过高分辨率工业相机获取模具表面图像，利用训练好的卷积神经网络模型，可在0.2秒内识别出划痕、凹陷、裂纹等10余种常见缺陷，检测精度达到0.01mm级别。
广东某大型模具厂引入AI检测系统后，质检效率提升300%，漏检率从2.3%降至0.05%。系统还能自动生成检测报告并建立模具健康档案，为预防性维护提供数据支撑。
(来源：行业技术综述)
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Mastercam 2026正式发布：Copilot AI助手杀入CAM编程，老机加工人怎么看？
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关键点：
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第一章 金属液态成形
§1.1 金属液态成形工艺基础
§1.2 砂型铸造
§1.3 特种铸造
§1.4 常用合金铸件生产及铸造方法的选择
§1.5 与液态成形相关的新工艺、新技术简介
一、砂型铸造造型（造芯）方法
二、砂型铸造工艺设计
三、铸件结构设计
§2 砂型铸造
制造砂型的工艺过程称为造型。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。
（一）手工造型
常用砂型的主要特点和适用范围
操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短；生产率低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。
按砂箱特征：两箱、三箱、地坑、脱箱
按模样特征：整模、挖砂、假箱、分模、活块、刮板等
模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错型缺陷铸件最大截面在一端，且为平面。
两箱造型
铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用
三箱造型
在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂箱，可减少砂箱的投资大型铸件单件生产时,降低铸型高度,便于浇注操作。但造型费工，而且要求操作者的技术水平较高。
地坑造型
模样是整体的，但铸件的分型面是曲面。为了起模方便，造型时用手 工挖去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、生产率低 。
挖砂造型
用刮板代替模样造型。可大大降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高.
刮板造型
铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。制模时将此部分作成活块，在主体模样起出后，从侧面取出活块。单件小批生产带有突起部分的铸件。
活块造型
（二）机器造型
大批量生产，劳动生产率高，劳动条件好，铸件尺寸精度高、表面质量好，加工余量小。
1.紧砂方法
以压缩空气作为动力紧实型砂，基本方式：压实、震实、震压、抛砂等基本方式。
2.起模方法
从型砂中取出模样，使砂箱内留下完整的型腔。
顶箱、漏箱和翻转
图1-15 震压造型机的工作过程
填砂 →震击紧砂 →辅助压实 →起模
3.工艺特点 采用模板进行两箱造型。
模板：是将模样、浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具。造型后，底板形成分型面，模样形成铸型空腔。
（三）造芯
用途：制作空心或外壁内凹的铸件，或铸件具有影响起模的外凸时，经常要用到型芯，制作型芯的工艺过程称为造芯。
注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯需烘干使用。
目的：
获得合格铸件；
减小铸型制造的工作量；
降低铸件成本。
在砂型铸造的生产准备过程中，必须制订出合理的铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。
铸造工艺：
在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，包括：浇注位置；分型面；型芯的数量、形状、固定方法及下芯次序；加工余量；起模斜度；收缩率；浇注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。
工艺图：
指导模样设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图，结合所选造型方法，可绘制出模样图及合箱图。
支座的铸造工艺图、模样图及合箱图
a)零件图 b)铸造工艺图（左）和模样图（右） c)合箱图
（一）浇注位置的选择
浇注位置：
浇注时铸件在铸型中所处的位置。
选择原则：
1．铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
图1-20所示为车床床身铸件的浇注位置方案。由于床身导轨面是重要表面，不允许有明显的表面缺陷，而且要求组织致密，因此应将导轨面朝下浇注。
图1-16 车床床身的浇注位置
重要加工面应朝下或位于侧面
浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。
保证导轨面质量均匀
图1-16 卷扬筒的浇注位置
侧面要求高
2．铸件的大平面应朝下
型腔的上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷外，大平面还常容易产生夹砂缺陷。因此，对平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。
3．面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置
可以有效防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。
4．易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近的上部或侧面
以便在铸件厚壁处直接安置冒口，
使之实现自下而上的定向凝固。
5．应尽量减少型芯数量，且便于安放、固定和排气
（二）铸型分型面的选择
铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加工的工作量。
分型面的选择原则：
1．便于起模，使造型工艺简化
1）分型面应选在铸件最大截面处
（2）分型面应尽量平直
图1-21 起重臂的分型面
图示分型面为一平面，可采用较简便的分模造型；
如果选用弯曲分型面，则需采用挖砂或假箱造型
（3）应尽量减少分型面数量
（4）避免不必要的活块和型芯
2．尽量使铸件全部或大部
置于同一砂箱
以保证铸件精度
3．尽量使型腔及主要型芯位于下型
便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚
（三）工艺参数的确定
在铸造工艺方案初步确定之后，还必须选定铸件的机械加工余量、起模斜度、收缩率、型芯头尺寸等具体参数。
1.加工余量和最小铸出孔
加工余量：为切削加工而加大的尺寸。
数值取决于：批量、合金种类、大小、加工面与基准面之间的距离及浇注位置等。
机器造型：铸件精度高，余量可减小；
手工造型：误差大，余量应加大。
铸钢表面粗糙，余量应大；非铁合金表面光洁，余量应小。
尺寸大或加工面与基准面间的距离大，误差大，余量也大。
朝上表面产生缺陷的机率大，其余量应比底面和侧面大。
铸件的孔、槽：
较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约金属材料，并可减小铸件上的热节；
较小的孔则不必铸出，用机加工较经济。
对于零件图上不要求加工的孔、槽以及弯曲孔等，一般均应铸出。
2.起模斜度
为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出一定的倾斜度。
在铸造工艺图上，加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明即可。
图1-27 起模斜度
3.收缩率
铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率。铸造收缩率K：
4. 型芯头
垂直芯头 水平芯头
图1-28 型芯头的构造
a）垂直芯头 b）水平芯头
（四）铸造工艺图
铸造工艺设计：
生产之前，编制出生产工艺的技术文件。工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等，它们是生产的指导性文件，也是生产准备、管理和铸件验收的依据。 因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件的质量、生产率及成本起着决定性的作用。
（五）铸造工艺设计实例分析
方案1
方案2
方案3
铸造工艺图
三、铸件结构工艺性
铸件结构：保证工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求，铸件结构设计合理与否，对铸件的质量、生产率及其成本有很大的影响。
（一）铸件结构应使砂型铸造工艺过程简化
1.铸件的外形必须力求简单、造型方便
（1）尽量避免铸件外表侧凹，减少分型面
（2）尽可能使铸件分型面平直
（3）铸件外表加强肋、凸台的设计
应便于起模
（4）铸件侧壁应具有结构斜度
2.铸件的内腔结构应简单适用，避免不必要的复杂结构
（1）应尽量少用或不用型芯
（2）尽便于型芯的固定、排气、定位和清理
（二）铸件结构应适应合金铸造性能的要求
缩孔、变形、裂纹、气孔和浇不足等铸件缺陷的产生，有时是由于铸件结构设计不够合理，未能充分考虑合金铸造性能的要求所致。
1.铸件的壁厚：每种铸造合金都有其适宜的壁厚，不同铸造合金所能浇注出铸件的“最小壁厚”也不相同，主要取决于合金的种类和铸件的大小。
1.铸件的壁厚：
（1）铸件的最小壁厚
（2）铸件壁厚不宜过厚
（3）铸件壁厚应尽可能均匀
（4）利于实现定向凝固的壁厚设计
2.铸件壁的连接：减少热节，防止应力集中等
（1）铸件壁的转弯处应为圆角
（2）不同壁厚之间要逐步过渡
（3）壁间连接应避免交叉和锐角
（4）轮辐设计应避免收缩受阻
3.尽可能避免铸件上的过大平面
4.采用对称或加强筋结构
[**【经验分享】
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以下内容整理自《发明公布-202510368696.1-一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法.pdf》
(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 120170084 A
(43)申请公布日 2025.06.20
(21)申请号 202510368696 .1
C22C 21/08 (2006 .01)
(22)申请日 2025 .03 .27
(71)申请人 东莞歌鸿材料科技有限公司
地址 523771 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
(72)发明人 江峰 曾虹 王华磊 吴亚科
黄朋朋 王与能 余加杭
(74)专利代理机构 郑州甘源知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 41248
专利代理师 陈庆欧
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 3/10 (2006 .01)
B22F 3/24 (2006 .01)
C22C 21/02 (2006 .01)
CN 120170084 A
权利要求书2页
(54)发明名称
一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方
(57)摘要
本申请属于粉末注射成型领域，涉及一种金
属粉末注射成型制备高强高韧6系铝合金的方
包括以下步骤：步骤1：将6系铝合金粉末与粘
结剂置于混炼机中混料获得喂料；步骤2：将所述
喂料注射成型成生坯；步骤3：将所述生坯使用草
酸催化脱脂，得到棕坯；步骤4：将所述棕坯使用
真空脱脂烧结炉并采用惰性气体保护负压烧结；
步骤5：对烧结后的样品进行热处理，得到6系铝
合 金 产 品 。制 备 得 到 6 系 铝 合 金 中 含 有 纳 米
MgAl 2 O 4 颗粒，且在晶界呈现网状分布，所述6系
铝 合 金 的 致 密 度 大 于 9 9 ％ ，抗 拉 强 度 大 于
350Mpa。
说明书7页
附图3页
CN 120170084 A
1/2 页
1 .一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤1：将6系铝合金粉末与粘结剂置于混炼机中混料获得喂料；
步骤2：将所述喂料注射成型成生坯；
步骤3：将所述生坯使用草酸催化脱脂，
得到棕坯；
步骤4：将所述棕坯使用真空脱脂烧结炉并采用惰性气体保护负压烧结；
步骤5：对烧结后的样品进行热处理，
得到6系铝合金产品；
其中，所述步骤1中，
粘结剂与6系铝合金粉末的质量比为15‑30:70‑85；
所述步骤3中草酸催化脱脂，进酸量1‑5g/min，进氮气量20‑150L/min，脱脂温度130‑
140℃，
脱脂时间5‑9h。
2 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤1中，
混炼参数为：
混炼温度180℃，
混炼时间为0 .5‑2h。
3 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤2中，注射成型的参数为：注射温度170‑180℃，注射压力20‑140MPa，模具温度60‑
90℃；优选地，草酸脱脂催化之前，用惰性气体清洗草酸炉，消除残留的氧气。
4 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤4中，所述烧结为负压烧结，烧结参数为：烧结温度600‑645℃，惰性气体分压5‑
30Pa。
5 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤4中，具体的烧结过程为：(1)从室温以4℃/min的速度加热至300℃，保持2小时，
(2)从300℃以3℃/min的速度加热至450℃，保持1小时，(3)从450℃以3℃/min的速度加热
至520℃，保持0 .5小时，(4)从520℃以2℃/min的速度加热至630℃，保持3小时。
6 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤5中，对烧结后的样品进行热处理，包括固溶和时效处理，具体为在545℃保持1小
水淬，
然后在180℃时效10小时。
7 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤1中的粘结剂包括：
聚甲醛POM：
70‑90份
高密度聚乙烯HDPE：
1‑10份
低密度聚乙烯LDPE：
1‑10份
聚丙烯PP：
1‑10份
硬脂酸SA:1‑5份。
8 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
所述步骤1中，6系铝合金粉末中还添加Sn，0＜Sn≤2％，
以质量百分比计。
9 .根据权利要求1所述的一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，其特征在于，
以质量百分比计，所述6系铝合金粉末的组成为Si0 .4％‑0 .8％，Cu 0 .15％‑0 .55％，Mg
0 .8％‑1 .2％，Cr 0 .04％‑0 .35％，Fe≤0 .7％，Mn≤0 .15％，Zn≤0 .25％，Ti≤0 .15％，Co≤
0 .002％，Al余量。
10 .一种6系铝合金，其特征在于，由权利要求1‑9任一项所述的方法制备而成，所述6系
铝合金中含有纳米MgAl 2 O 4 颗粒，且在晶界呈现网状分布，所述6系铝合金的致密度大于
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99％，
抗拉强度大于350Mpa。
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一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法
技术领域
[0001] 本申请属于粉末注射成型领域，
涉及一种金属粉末注射成型制备高强高韧6系铝
合金的方法。
背景技术
[0002] 金属粉末注射成型(MIM)是将粉末冶金与注塑成型工艺相结合的一种近净成形技
术，被广泛应用于消费电子、
汽车和国防工业等领域的零部件制造，其中钢铁和不锈钢是目
前MIM产业化最广泛和成熟的材料体系。面向航空航天、交通运输、国防军工等各类军民领
域对降低系统能耗、提高运行效能的持续追求，选用轻质高性能材料以实现装备构件轻量
化成为一种重要的解决方案，对此密度低、
机械、
导电和耐腐蚀性能突出的各类铝合金具有
显著优势。
目前亟需开发出适用于粉末注射成型工艺进行近净成形制备的高强高韧铝合金
的材料和方法，在满足减重增效要求的同时还能实现小型复杂精密部件的规模化低成本生
产；但因铝基体的高活性，
以往制造MIM铝合金产品的材料强度、
塑性均较低，
限制了其应用
的范围。
[0003] 该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，
而不必然被视
为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
[0004] 在本申请中的一些实施例中，
提供一种金属粉末注射成型制备6系铝合金的方法，
包括以下步骤：
[0005] 步骤1：
将6系铝合金粉末与粘结剂置于混炼机中混料获得喂料；
[0006] 步骤2：
将所述喂料注射成型成生坯；
[0007] 步骤3：
将所述生坯使用草酸催化脱脂，
得到棕坯；
[0008] 步骤4：
将所述棕坯使用真空脱脂烧结炉并采用惰性气体保护负压烧结；
[0009] 步骤5：
对烧结后的样品进行热处理，
得到6系铝合金产品。
[0010] 其中，
所述步骤1中，
粘结剂与6系铝合金粉末的质量比为15‑30:70‑85；
[0011] 所述步骤3中草酸催化脱脂，
进酸量1‑5g/min，进氮气量20‑150L/min，脱脂温度
130‑140℃，
脱脂时间5‑9h。
[0012] 在本申请的一些实施例中，
所述步骤1中，混炼参数为：混炼温度180℃，混炼时间
为0 .5‑2h。
[0013] 在本申请的一些实施例中，
所述步骤2中，注射成型的参数为：注射温度170‑180
℃，注射压力20‑140MPa，模具温度60‑90℃。
[0014] 在本申请的一些实施例中，
草酸脱脂催化之前，用惰性气体清洗草酸炉，消除残留
的氧气，
优选氮气。
[0015] 在本申请的一些实施例中，
所述步骤4中，所述烧结为负压烧结，烧结参数为：烧结
温度600‑645℃，
惰性气体分压5‑30Pa。
CN 120170084 A
[0016]
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在本申请的一些实施例中，所述步骤4中，具体的烧结过程为：
[0017]
(1)从室温以4℃/min的速度加热至300℃，保持2小时，(2)从300℃以3℃/min的速
度加热至450℃，保持1小时，(3)从450℃以3℃/m
你们厂里是怎么处理的？来评论区聊聊。
以下内容整理自《发明公布-202410102394.5-一种金属材料触变注射成型用原料及其制备方法和应用.pdf》
(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 117921004 A
(43)申请公布日 2024.04.26
(21)申请号 202410102394 .5
(22)申请日 2024 .01 .24
(71)申请人 广东省科学院新材料研究所
地址 510651 广东省广州市天河区长兴路
363号
(72)发明人 康跃华 张晓辉 郑开宏
周楠 潘复生
李新涛
(74)专利代理机构 北京超凡宏宇知识产权代理
有限公司 11463
专利代理师 郭莲梅
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 9/04 (2006 .01)
CN 117921004 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种金属材料触变注射成型用原料及其制
备方法和应用
(57)摘要
本发明公开了一种金属材料触变注射成型
用原料及其制备方法和应用，涉及金属材料技术
领域。通过向触变注射成型用镁合金或铝合金等
金属材料中加入添加物，添加物不与金属材料发
生固溶反应或较少发生固溶反应，
以阻碍和细化
金属材料凝固生成的共晶相长大，影响共晶相的
尺寸和分布。在触变注射成型对机械切割的金属
颗粒的加热初始阶段，将促进细小共晶相更快地
熔化，形成基体相的固相颗粒，并在后续螺杆螺
旋剪切运动过程中添加物与基体相固相颗粒相
互碰撞，加快细化并球化基体相的固相颗粒从而
显著改善触变注射成型时金属材料的触变流动
性，有利于提高触变注射成型零件的完整性、尺
寸精度、致密度以及力学性能(如强度和塑性)，
降低注射成型的温度。
说明书6页
附图1页
CN 117921004 A
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1 .一种金属材料触变注射成型用原料的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
将金属材料和添加物混合制备金属坯料；
将所述金属坯料切割成金属颗粒；
其中，所述金属材料选自镁合金材料和铝合金材料中的至少一种；
所述添加物包括SiC、
TiC、
Al2O3和金属Ti中的至少一种。
2 .根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述添加物为颗粒或晶须；
优选地，所述添加物为颗粒时，控制颗粒粒径为1 .0μm‑100μm；
所述添加物为晶须时，控制添加物的长度尺寸为50μm‑500μm，长径比为1:1‑1:5。
3 .根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金材料选自Al‑Si系合
Al‑Cu系合金、
Al‑Mg系合金和Al‑Zn系合金中的至少一种；
优选地，所述镁合金材料选自Mg‑Al系合金、Mg‑Zn系合金和Mg‑RE系合金中的至少一
4 .根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用铸造法制备所述金属坯料，所述
添加物与所述金属材料的体积比为(0 .5‑30)：(70‑99 .5)，
优选为(5‑20)：(80‑95)。
5 .根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用原位生成所述添加物的铸造法制
备所述金属坯料；
优选地，所述金属坯料的制备过程包括：在700℃‑800℃的条件下，将所述添加物所对
应的合金元素加入熔化的所述金属材料中，
形成液态熔体后浇铸。
6 .根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用外添加所述添加物的机械搅拌铸
造法制备所述金属坯料；
优选地，所述金属坯料的制备过程包括：将所述添加物与液态或半固态下的所述金属
材料混合，经机械搅拌均匀后浇铸其中，液态金属材料对应的混合温度为680℃‑750℃，半
固态下的所述金属材料对应的混合温度为580℃‑650℃。
7 .根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，切割成的所述金属颗粒为长方体颗
粒，长度为1 .0mm‑6 .0mm，
宽度和高度均为0 .5mm‑3 .0mm；
优选地，所述金属颗粒的长度为5 .0mm‑6 .0mm，
宽度和高度均为1 .5mm‑2 .5mm。
8 .根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述金属颗粒混合后进行注射成
优选地，
采用机械混合器将所述金属颗粒进行混合，
混合时间为8kg/min‑12kg/min。
9 .一种金属材料触变注射成型用原料，其特征在于，通过权利要求1‑8中任一项所述的
制备方法制备而得。
10 .一种金属触变注射成型的方法，其特征在于，利用权利要求9所述的金属触变注射
成型用原料进行注射成型。
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一种金属材料触变注射成型用原料及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及金属材料技术领域，
具体而言，涉及一种金属材料触变注射成型用原
料及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 结构轻量化是高端制造业发展的重要趋势，
镁合金和铝合金是目前使用的最轻的
金属结构材料，在交通运输、
航空航天、3C电子产品等领域具有广泛的应用，是目前发展的
关键轻量化材料。
[0003] 金属半固态成型技术包括流变和触变成型，
可以明显改善金属材料的力学性能，
因而受到广泛的研究和应用。半固态通常是指将金属合金加热至液相和固相共存的两相中
间温度，在外力或内部诱导条件下使组织转变为含有一定体积分数的固相晶粒分布于液相
中的浆料。
这种浆料具有特殊的流变特性，提高剪切速率将降低粘度并提高流动性，从而可
以实现层流充型以获得致密的金属零件和优异的力学性能。
[0004] 因此，
金属触变注射成型技术的关键是获得具有特殊显微组织的浆料以保证良好
的流动性以满足零部件完整性、
致密度以及力学性能的要求。由于金属触变成型设备材料
需要承受高温高压条件，
使决定浆料流动性的主要影响因素包括剪切速率和注射成型温度
有最大剪切速率和注射成型温度的限制，例如剪切速率不超过350rpm，注射成型温度不超
过650℃。因此，在一定注射成型工艺条件下包括剪切速率和注射成型温度，通过设计制备
金属合金的显微组织以进一步提高浆料的流动性具有重要意义。
[0005] 鉴于此，
特提出本发明。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于提供一种金属材料触变注射成型用原料及其制备方法和应用，
旨在提高金属材料的触变成型流动性，有利于提高金属触变成型的工艺性以改善成型零件
的质量和力学性能，或者降低剪切速率和触变注射成型温度以提高设备使用寿命。
[0007] 本发明是这样实现的：
[0008] 第一方面，
本发明提供一种金属材料触变注射成型用原料的制备方法，包括以下
步骤：
[0009] 将金属材料和添加物混合制备金属坯料；
[0010] 将金属坯料切割成金属颗粒；
[0011] 其中，
金属材料选自镁合金材料和铝合金材料中的至少一种；
[0012] 添加物包括SiC、
TiC、
Al2O3和金属Ti中的至少一种。
[0013] 在可选的实施方式中，
添加物为颗粒或晶须；
[0014] 优选地，
添加物为颗粒时，控制颗粒粒径为1 .0μm‑100μm；
[0015] 添加物为晶须时，
控制添加物的长度尺寸为50μm‑500μm，长径比为1:1‑1:5。
[0016] 在可选的实施方式中，
铝合金材料选自Al‑Si系合金、Al‑Cu系合金、Al‑Mg系合金
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和Al‑Zn系合金中的至少一种；
[0017] 优选地，
镁合金材料选自Mg‑Al系合金、Mg‑Zn系合金和Mg‑RE系合金中的至少一
[0018] 在可选的实施方式中，
采用铸造法制备金属坯料，添加物与金属材料的体积比为
(0 .5‑30)：(70‑99 .5)，
优选为(5‑20)：(80‑95)。
[0019] 在可选的实施方式中，
采用原位生成添加物的铸造法制备金属坯料；
[0020] 优选地，
金属坯料的制备过程包括：在700℃‑800℃的条件下，将添加物所对应的
合金元素加入熔化的金属材料中，
形成液态熔体后浇铸。
[0021] 在可选的实施方式中，
采用外添加添加物的机械搅拌铸造法制备金属坯料；
[0022] 优选地，
金属坯料的制备过程包括：将添加物与液态或半固态下的金属材料混合，
经机械搅拌均匀后浇铸其中，液态金属材料对应的混合温度为680℃‑750℃，半固态下的金
属材料对应的混合温度为580℃‑650℃。
[0023] 在可选的实施方式中，
切割成的金属颗粒为长方体颗粒，长度为1 .0mm‑6 .0mm，宽
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以下内容整理自《发明公布-201710680868.4-一种大型零部件金属粉末注射成型方法.pdf》
(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 107309430 A
(43)申请公布日 2017.11.03
(21)申请号 201710680868 .4
(22)申请日 2017 .08 .10
(71)申请人 攀枝花学院
地址 617000 四川省攀枝花市东区机场路
10号
(72)发明人 黄平 梁爱民
(74)专利代理机构 成都虹桥专利事务所(普通
合伙) 51124
代理人 许泽伟
(51)Int .Cl .
B22F 3/22(2006 .01)
B22F 3/10(2006 .01)
B22F 1/00(2006 .01)
权利要求书1页
CN 107309430 A
(54)发明名称
一种大型零部件金属粉末注射成型方法
(57)摘要
本发明一种大型零部件金属粉末注射成型
方法，
包括以下步骤a、
将金属粉末和粘结剂混合
均匀，
然后制备成喂料颗粒；
b、利用注塑成型机
将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
将坯件放
入烧结炉中加热 ，
随着烧结炉的升温脱去粘结
并在烧结炉进行第一次烧结；
d、将经过第一
次烧结的烧结件冷却至室温，
然后翻转180°
第二次烧结，
出炉得到成品。本发明通过对脱去
粘结剂的坯件进行二者烧结，
并在进行二次烧结
前先将烧结件翻转 ，使各部位的烧结收缩率一
得到的成品不会产生裂纹和变形，
整体密度
均匀，
致密度高于99 .5％，
且缩短了整体工艺流
生产效率高 ，
本发明适用于多种不同的金属
原料，
也适用于不同厚度的零部件，
能够进行大
批量生产。
说明书3页
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1 .一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
其特征在于：
包括以下步骤：
将金属粉末和粘结剂混合均匀，
然后制备成喂料颗粒；
利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
c、将坯件放入烧结炉中加热，
随着烧结炉的升温脱去粘结剂，
并在烧结炉进行第一次
烧结；
d、将经过第一次烧结的烧结件冷却至室温，
然后翻转180 °
进行第二次烧结，
出炉得到
成品。
2 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
其特征在于：
步骤a中
金属粉末的重量占比为89％～92％ ，粘结剂的重量占比为8％～11％ ，
混合时间为40～
60min，
混合温度为325～350℃，
制粒时的温度为180～200℃。
3 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
其特征在于：
步骤b中
注射喂料颗粒前对喂料颗粒进行加热，
加热温度为250～300℃。
4 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
其特征在于：
步骤b中
注塑成型机的注射速度为40～50g/s，
压力为60～70Mpa。
5 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
其特征在于：
步骤c中
进行第一次烧结时的烧结温度为1050～1150℃，
烧结时间为0 .5～1h，
烧结炉的真空度为
0 .03～0 .05Pa。
6 .如权利要求1所述的一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
其特征在于：
步骤d中
进行第二次烧结时的烧结温度为1300～1350℃，
烧结时间为2～2 .5h，
烧结炉的真空度为
0 .03～0 .05Pa。
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一种大型零部件金属粉末注射成型方法
技术领域
[0001] 本发明涉及粉末冶金领域，
尤其是一种型零部件金属粉末注射成型方法。
背景技术
[0002] 金属注射成型技术(Metal Injection Molding，
简称MIM)是一种从塑料注射成型
行业中引申出来的新型粉末冶金成型技术。众所周知，
塑料注射成型技术的生产价格低廉，
能生产各种形状复杂的产品，
但塑料制品强度不高，
为了改善其性能，
可通过在塑料原料中
添加金属或陶瓷粉末来提高制品的强度和耐磨性。近年来，
这一想法已经发展演变为最大
限度得提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂使成型后的坯件致
密化，
即是金属注射成型技术。金属注射成型的基本工艺步骤是：
首先选取符合MIM要求的
金属粉末和粘结剂，
在一定温度下采用适当的方法将金属粉末和粘结剂混合成均匀的喂
然后经过制粒后注射成型，
获得的成型坯经过脱脂处理后烧结致密化得到成品。
[0003] 粉末注射成型技术具有能够一次成型出形状复杂的工件、
尺寸精度高、易于实现
高效率自动化生产等优点，
特别适合大批量制造形状复杂、高精度、高性能的小型机械零
已成为快速发展的新工艺。但目前金属注射成型技术基本上都用于生产小型机械零部
而对于大型零部件(质量大于等于500g以上的产品)的生产存在以下问题：
由于零部件
较大、
自重过重，
重力的作用会使烧结制品底部出现裂纹、
变形，
甚至无法成型，
严重影响烧
结制品品质，
废品率过高、
生产效率低。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：
提供一种适用于大型零部件生产的金属粉末成型
注射方法，
生产效率高、
生产的产品品质良好、
合格率高。
[0005] 为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：
一种大型零部件金属粉末注射
成型方法，
包括以下步骤：
[0006] a、
将金属粉末和粘结剂混合均匀，
然后制备成喂料颗粒；
[0007]
利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
[0008] c、
将坯件放入烧结炉中加热，
随着烧结炉的升温脱去粘结剂，
并在烧结炉进行第
一次烧结；
[0009] d、
将经过第一次烧结的烧结件冷却至室温，
然后翻转180 °
进行第二次烧结，
得到成品。
[0010] 进一步的是：
步骤a中金属粉末的重量占比为89％～92％，
粘结剂的重量占比为
8％～11％，
混合时间为40～60min，
混合温度为325～350℃，
制粒时的温度为180～200℃。
[0011] 进一步的是：
步骤b中注射喂料颗粒前对喂料颗粒进行加热，
加热温度为250～300
[0012] 进一步的是：
步骤b中注塑成型机的注射速度为40～50g/s，
压力为60～70Mpa。
[0013] 进一步的是：
步骤c中进行第一次烧结时的烧结温度为1050～1150℃，
烧结时间为
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0 .5～1h，
烧结炉的真空度为0 .03～0 .05Pa。
[0014] 进一步的是：
步骤d中进行第二次烧结时的烧结温度为1300～1350℃，
烧结时间为
2～2 .5h，
烧结炉的真空度为0 .03～0 .05Pa。
[0015] 本发明的有益效果是：
本发明通过对脱去粘结剂的坯件进行二次烧结，
并在进行
二次烧结前先将烧结件翻转，
使各部位的烧结收缩率一致，
得到的成品不会产生裂纹和变
整体密度均匀，
致密度能高于99 .5％，
且缩短了整体工艺流程，
生产效率高，
本发明适用
于多种不同的金属原料，
也适用于不同厚度的零部件，
能够进行大批量生产。
具体实施方式
[0016] 为了便于理解本发明，
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
[0017] 本发明一种大型零部件金属粉末注射成型方法，
包括以下步骤：
[0018] a、
将金属粉末和粘结剂在180～200℃的温度下混合40～60min直至混合均匀，
后在180～200℃的温度下制备成喂料颗粒；
金属粉末的重量占比为89％～92％，
粘结剂的
重量占比为8％～11％；
金属粉末可根据不同的产品需求选用不同的原料，
本发明适用于多
种金属原料粉末，
如不锈钢粉、
铁粉、
铜粉等；
[0019]
b、利用注塑成型机将喂料颗粒注射到模具中形成坯件；
注射喂料颗粒前对喂料颗
粒进行加热，加热温度为250～300℃；
注塑成型机的注射速度为40～50g/s，
压力为60～
70Mpa；
[0020] c、
将坯件放入烧结炉中加热，
随着烧结炉的升温脱去粘结剂，
然后在烧结炉中对
坯件进行第一次烧结，
烧结温度为1050～1150℃，
烧结时间为0 .5～1h，
烧结炉的真空度为
0 .03～0 .05Pa；
[0021] d、
由于含有金属粉末的大型零部件坯件的自重较重，
受重力作用容易使底部出现
裂纹或变形，
本发明为了克服这一缺陷，
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