粉末注射成型喂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种粉末注射成型喂料及其制备方法和应用，该粉末注射成型喂料包括铜金属粉末以及成型剂，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯‑乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛。聚乙烯‑乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粒径均为100μm以下，与铜金属粉末处于同一粒径层级，使得成型剂能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。通过上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。

Powder injection molding feedstock and its preparation and Application

The invention discloses a powder injection molding feed and its preparation method and application. The powder injection molding feed includes copper metal powder and molding agent, the mass ratio of copper metal powder and molding agent is 90 ~ 92:8 to 10, and the forming agent is composed of 0.5 to 2 stearic acids, 0.5 to 1.5 antioxidants, 4 to 8 according to the mass fraction. Paraffin wax, 2 to 8 HDPE, 1.5 to 4 polyethylene acetate, 2 to 4 PE wax and 75 to 90 POM. The diameter of polyethylene glycol acetate, polyethylene wax and polyoxymethylene is below 100 m, which is in the same size as copper metal powder, so that the forming agent can melt in a short time, reduce the time of high temperature mixing and reduce the volatilization of the composition. The copper metal products produced by the above feed are stable after sintering and are not easy to deform.

【技术实现步骤摘要】
粉末注射成型喂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及粉末冶金领域，尤其是涉及一种粉末注射成型喂料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着粉末冶金行业技术的不断提高及迅速推广，它在制造业中的应用度也直线上升。铜基粉末冶金零件也广泛的应用于汽车零件及手机零部件等3C产业。中国目前轿车使用铜基粉末冶金零件平均每辆18kg，还在呈现增长趋势；手机部件中的铜材料传感片制造也从传统的压铸技术转化为粉末冶金技术。传统的铜基粉末冶金零件主要以粉末压制成型为主。粉末压制成型是将加入少量粘结剂的金属粉末在压制模具中进行干压，形成胚体零件，然后进行烧结及后加工得到最终零件。此技术在应用中一直存在收缩不稳定、产品变形严重等问题，尤其是在面对手机传感器等复杂精密结构件，压制成型技术则无法满足产品外观及品质要求。金属注射成形(简称MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术，塑料注射成形技术价格低廉并能生产各种复杂形状的制品，但塑料制品强度不高，为了改善其性能，可以在喂料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度较高、耐磨性好的制品，这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。然而，传统的注射成形的喂料制备的铜金属产品烧结后收缩不稳定，尤其是设计复杂精密结构件时，容易变形。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种烧结后收缩稳定的粉末注射成型喂料及其制备方法和应用。一种粉末注射成型喂料，包括铜金属粉末以及成型剂，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为100μm以下。在一个实施方式中，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为5μm～80μm。在一个实施方式中，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3。上述的粉末注射成型喂料的制备方法，包括如下步骤：将铜金属粉末预热至160℃～200℃；向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为100μm以下；以及将所述混合料挤出造粒，得到所述粉末注射成型喂料。在一个实施方式中，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，预先将所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为5μm～80μm。在一个实施方式中，所述向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料的操作中，温度控制在160℃～200℃，混合30min～60min。在一个实施方式中，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3。一种粉末注射成型的方法，包括如下步骤：提供上述粉末注射成型喂料；在160℃～200℃条件下将所述粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体；将所述铜金属坯体置于酸性媒介环境中，在110℃～130℃条件下处理以脱出所述成型剂，得到中间品；以及将所述中间品在850℃～950℃条件下烧结90min～180min，得到成品。在一个实施方式中，所述将所述铜金属坯体置于酸性媒介环境中的操作中，所述酸性媒介为草酸，所述草酸与所述铜金属坯体的质量比为(0.5～1)：100。在一个实施方式中，所述在110℃～130℃条件下处理以脱出所述成型剂的操作中，得到中间品的操作中，处理时间为3h～5h，所述成型剂的去除率为90％以上。上述粉末注射成型喂料包括铜金属粉末以及成型剂，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛。该配比的喂料在混合的过程中成型剂能够与铜金属粉末混匀更加充分，并且聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛均的粒径均为100μm以下，与铜金属粉末处于同一粒径层级，使得成型剂能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。通过上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。附图说明图1为一实施方式的粉末注射成型喂料的制备方法的流程图；图2为一实施方式的粉末注射成型的方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。一实施方式的粉末注射成型喂料，包括铜金属粉末以及成型剂，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛。其中，铜金属粉末的粒径为100μm以下，高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛的粒径均为100μm以下。具体的，铜金属粉末与成型剂的质量比例如可以为90:10、92:8、90:8、92:10、91:9等等。具体的，成型剂按质量份数计包括0.75份～1.5份硬脂酸、0.75份～1份的抗氧剂、5份～6份的石蜡、3份～5份的高密度聚乙烯、2份～3份的聚乙烯-乙酸酯、2.5份～3.5份的聚乙烯蜡以及80份～85份的聚甲醛。本实施方式中，成型剂按质量份数计包括1份硬脂酸、1份的抗氧剂，5份的石蜡、6份的高密度聚乙烯、2份的聚乙烯-乙酸酯、2份的聚乙烯蜡以及83份的聚甲醛。其中，抗氧剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂264等等。喂料中的其它成分铜金属粉末、硬脂酸、石蜡、高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛等均可取至市售的化工产品。一般铜金属粉末的粒较小，处于微米级别，而高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛等高聚物的粒径较大，其粒径一般在3mm～5mm左右，预先将高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粉碎，以使高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛与铜金属粉末处于同一粒径层级，有利于成型剂中的高聚物与铜金属粉末混合时，在一定的温度下能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。最终使得上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。具体的，铜金属粉末能够通过200目筛，经粉碎之后的高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛也能够通过200本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末注射成型喂料，其特征在于，包括铜金属粉末以及成型剂，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯‑乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯‑乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为100μm以下。

【技术特征摘要】
1.一种粉末注射成型喂料，其特征在于，包括铜金属粉末以及成型剂，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为100μm以下。2.根据权利要求1所述的粉末注射成型喂料，其特征在于，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为5μm～80μm。3.根据权利要求1所述的粉末注射成型喂料，其特征在于，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3。4.如权利要求1～3任一项所述的粉末注射成型喂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将铜金属粉末预热至160℃～200℃；向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，预先将所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛粉碎至粒径均为100μm以下；...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞前列，张柯，张伟明，
申请(专利权)人：东莞华晶粉末冶金有限公司，广东劲胜智能集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44