一种金属粉末的成形方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种金属粉末的成形方法及其应用，该成形方法包括：在真空条件下，将低熔点金属粉末进行注射成形；其中，所述低熔点金属粉末的熔点≤300℃，粒径为0.3～100μm。本发明专利技术提供的低熔点合金的金属粉末注射成形技术，无需黏结剂，直接成形，还可以保证产品的质量。还可以保证产品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种金属粉末的成形方法与应用


[0001]本专利技术涉及成形加工
，尤其涉及一种金属粉末的成形方法与应用。

技术介绍

[0002]金属注射成形(Metal Injection Molding，简称MIM)是一种新型粉末冶金近净成形技术。首先是选取符合MIM要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下采用适当的方法将粉末和粘结剂混炼成均匀的注射成形喂料，经制粒后在注射成形机上注射成形，获得的生坯经过脱脂处理后烧结致密化成为最终产品。相比于传统工艺，MIM技术具有精度高、组织均匀、性能优异、生产成本低等特点，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。液态金属或称低熔点金属指的是一大类熔点低于300℃的金属材料。近年来，低熔点金属，特别是在室温条件下呈液态的金属，在先进制造领域异军突起，显示出了大量独特的技术优势。
[0003]在传统的金属粉末成形技术中，金属类别都为高温熔点金属，其黏结剂的使用以及脱脂工艺是必不可少的步骤，同时选取合适的黏结剂以及随后的脱脂是否成功都直接影响最终产品质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种金属粉末的成形方法。本专利技术的低熔点合金的金属粉末注射成形技术，无需黏结剂，也不需要后期的脱脂处理，直接成形，还可以保证产品的质量。
[0005]本专利技术实施例提供一种金属粉末的成形方法，包括：在真空条件下，将低熔点金属粉末进行注射成形；其中
[0006]所述低熔点金属粉末的熔点≤300℃，粒径为0.3～100μm。
[0007]本专利技术人研究发现，通过本专利技术的低熔点合金粉末注射技术，可以在不使用粘结剂的情况下，直接形成坯料，成形。具有精度高、组织均匀、性能优异、生产成本低等特点，扩大低熔点金属在先进制造领域的应用。
[0008]在一些实施例中，该金属粉末的成形方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1)，以低熔点合金为原料，通过雾化制备低熔点金属粉末；
[0010]步骤2)，将所述低熔点金属粉末通过注射成形制得成形坯。
[0011]在一些实施例中，步骤1)中，所述低熔点合金选自镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、钠、钾、镁、铝、铁、钻、锰、钛、钒中的一种的单质或多种形成的合金。
[0012]在一些实施例中，所述低熔点合金选自镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡银铜合金和铋铅锡合金中的一种或多种。
[0013]在一些实施例中，步骤1)中，所述低熔点金属粉末的粒径为0.5～50μm，优选的，所述低熔点金属粉末的粒径为5～10μm。
[0014]在一些实施例中，步骤2)中，注射温度为10～150℃，模温为0～80℃。
[0015]在一些实施例中，步骤2)中，注射压力为10～80MPa，注射速度为20～80cm3/s；和/或，保压时间为0.1～1h，保压压力为5～40MPa。
[0016]在一些实施例中，还包括：步骤3)，将步骤2)中所述成形坯进行烧结成形；步骤3)中，烧结温度设置为所述低熔点合金的熔点以下3～20℃，优选的，所述烧结温度设置为所述低熔点合金的熔点以下5～10℃；和/或，当所述低熔点合金的熔点大于100℃时，对所述成形坯进行烧结成形；当所述低熔点合金的熔点为100℃以下时，不对所述成形坯进行烧结成形。
[0017]在一些实施例中，步骤3)中，烧结温度为20～280℃，烧结时间为1～10h。
[0018]根据本专利技术，目前还没有低熔点合金的金属粉末注射成形技术，并且传统的注射成形技术都需相应的黏结剂使用以及后期脱脂过程，这些工艺处理不当，很可能导致产品纯度以及质量的降低。
[0019]本专利技术中，通过将特定低熔点合金粉末经过上述注射成形，并进一步优化工艺参数，如通过调控粉末注射温度，注射压力，保压时间以及模具温度等工艺参数，解决粉末成型后坯料致密度不高，粉末分布不均匀以及坯料过烧问题，提高了成形后试样的机械力学性能以及组织均匀性。
[0020]本专利技术实施例还提供所述的金属粉末的成形方法在先进制造领域的应用。
[0021]本专利技术的有益效果至少在于：本专利技术的低熔点合金粉末注射技术，具有精度高、组织均匀、性能优异、生产成本低等特点。本专利技术的低熔点合金的金属粉末注射成形技术，无需黏结剂，也不需要后期的脱脂处理，直接成形，这样既可以保证产品的纯度也能确保产品精度高、组织均匀、性能优异的特点，可以保证产品的质量。本专利技术的低熔点合金粉末注射技术扩大了低熔点金属在先进制造领域的应用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例3样品的金相照片。
[0023]图2为本专利技术对比例1样品的金相照片。
具体实施方式
[0024]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0025]实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
[0026]本专利技术中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本专利技术中所用的原料均可在国内产品市场方便买到。以下实施例中，实施例中，注射成形过程和烧结过程中保持真空状态，真空度为10Pa～10-4
Pa。低熔点金属粉末的制备采用的超声雾化技术进行粉末制备。
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供的低熔点合金粉末进行金属粉末注射成形方法：
[0029]第一步，取纯金属铋，铟和锡，然后在真空熔炼炉中配制Bi
35
In
49
Sn
16
合金，其熔点为60℃。
[0030]第二步，对上述合金进行超声雾化粉末制备，然后对所制备的粉末进行筛选，取粒径为5μm左右的粉末真空封装备用。
[0031]第三步，将粉末置于注射机中，注射温度为30℃，模温30℃，注射压力10MPa，注射速度为20cm3/s，保压时间为10min，保压压力为10MPa。
[0032]第四步，将注射成形的坯料放置于真空烧结炉中进行烧结，温度为55℃，时间为5h。
[0033]测试本实施例中烧结后试样的显微硬度为20HV
0.2
。
[0034]实施例2
[0035]本实施例提供的低熔点合金粉末进行金属粉末注射成形方法：
[0036]第一步，取纯金属铋，铟和锡若干，然后在真空熔炼炉中进行配制Bi
53.6
In
30.3
Sn
16.1
合金，其熔点为100℃。
[0037]第二步，对上述合金进行雾化粉末制备，然后对所制备的粉末进行筛选，取粒径为5μm左右的粉末真空封装备用。
[0038]第三步，将粉末置于注射机中，注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属粉末的成形方法，其特征在于，包括：在真空条件下，将低熔点金属粉末进行注射成形；其中所述低熔点金属粉末的熔点≤300℃，粒径为0.3～100μm。2.根据权利要求1所述的金属粉末的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)，以低熔点合金为原料，通过雾化制备低熔点金属粉末；步骤2)，将所述低熔点金属粉末通过注射成形制得成形坯。3.根据权利要求2所述的金属粉末的成形方法，其特征在于，步骤1)中，所述低熔点合金选自镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、钠、钾、镁、铝、铁、钻、锰、钛、钒中的一种的单质或多种形成的合金。4.根据权利要求3所述的金属粉末的成形方法，其特征在于，所述低熔点合金选自镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡银铜合金和铋铅锡合金中的一种或多种。5.根据权利要求2-4任一项所述的金属粉末的成形方法，其特征在于，步骤1)中，所述低熔点金属粉末的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：史金涛，王磊，刘静，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：