一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法技术

本发明专利技术公开了一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法，包括金属粉末、粘结剂，粘结剂包括以下重量百分比组成：聚甲醛85％

【技术实现步骤摘要】
一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法


[0001]本专利技术属于材料加工
，具体涉及一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法。

技术介绍

[0002]现代科技的发展对材料制品的要求越来越高，很多时候需要各种形状复杂的金属零部件来满足使用要求，而金属注射成型(Metal Injection Molding，MIM)技术可以低廉的价格获得各种形状复杂的金属零部件，越来越受到关注。金属注射成型将塑料注塑成形和粉末冶金技术结合起来，以石蜡、油、塑料等作粘结剂，使金属粉末具有良好的流动性和成形性，金属注射成型产品尺寸精度较高(
±
0.3％左右)，材料利用率高，可实现自动连续生产，在生产小型复杂形状的精密金属零部件方面具有很大的优势。
[0003]而金属注射成型技术中的粘结剂是其技术核心，包括粘结剂的组成及脱除。粘结剂具有两个基本功能：提供喂料的流动性和保持产品形状，分别由粘结剂中的充填剂和骨架成分保证。目前常用的粘结剂多是塑基粘结剂，其充填剂、骨架成分分别是聚甲醛、聚乙烯或聚丙烯等高聚物，另加少量的表面活性剂和助剂，聚甲醛是粘结剂的主要成分，其重量比为85％
‑
92％。
[0004]粘结剂的脱除即脱脂是整个金属注射成型制程中极为关键的一步，关系到烧结后产品的尺寸、性能和外观好坏，而粘结剂脱除过程的难易与好坏主要取决于粘结剂的组成成分。通常脱脂过程分为两步，第一步是用酸性催化方法即催化脱脂脱除主要成分聚甲醛，第二步是脱除骨架成分和剩余助剂即热脱脂。现催化脱脂媒介主要是硝酸，但由于环保原因，硝酸使用越来越受到限制，而草酸因其无害作为催化脱脂媒介得到越来越广泛的应用，但现时草酸脱脂使用多不稳定，且同时适合硝酸脱脂和草酸脱脂的粘结剂体系更是欠缺，这给金属注射成型加工过程造成极大困扰。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种金属注射成型用喂料、制备方法及注塑成型方法，解决了现有技术中存在的上述技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种金属注射成型用喂料，包括金属粉末、粘结剂，所述粘结剂包括以下重量百分比组成：聚甲醛85％
‑
92％、高密度聚乙烯3％～5％、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物2％～4％、表面活性剂1％～2.5％、助剂3.8％～6.5％；以聚甲醛作为充填剂，高密度聚乙烯和乙烯与乙酸乙烯酯共聚物作为骨架组成；其中：助剂采用润滑剂、分散剂和抗氧化剂的组合，润滑剂为2.5％～4.0％，所述分散剂为0.8％～1.5％，所述抗氧化剂为0.5％～1.0％；
[0008]所述金属粉末的粒径范围在2
‑
70um；
[0009]所述金属粉末与粘结剂的物质的量配比范围是6：1～10：1，同时高密度聚乙烯与乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物的质量比为2：1
‑
5：4之间。
[0010]进一步的，所述粘结剂包括以下重量百分比组成：聚甲醛86.8％
‑
88％、高密度聚乙烯4.5％、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物2.5％、表面活性剂1.0％～1.2％、润滑剂2.5％～2.9％、分散剂0.8～1.4％、抗氧化剂0.7％。
[0011]进一步的，所述金属粉末采用铁基合金粉末。
[0012]进一步的，所述表面活性剂采用硬脂酸、润滑剂采用石蜡、分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺、抗氧化剂为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
[0013]所述的金属注射成型用喂料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1、首先将金属粉末在160～200℃温度环境下预热，并保温15
‑
20min；
[0015]S2、按照重量份配比，将粘结剂的各成分混合；
[0016]S3、在180～200℃温度条件下将混合的粘结剂加入到金属粉末中，并密炼1～2h，使粘结剂和金属粉末混合均匀，随后降温至160℃，并挤出造粒。
[0017]所述的金属注射成型用喂料的制备方法，所述S1中预热时对金属粉末采用不断搅拌方式混合。
[0018]一种金属零部件，由金属注射成型用喂料颗粒制备成型。
[0019]所述的金属零部件的注塑成型方法，包括以下步骤：
[0020]S1、金属注射成型用喂料根据金属零部件的外形进行注塑，并形成成型毛坯，控制注塑温度为160～220℃，注射压力为60～120MPa；
[0021]S2、将成型毛坯进行草酸脱脂作业，控制脱脂的环境温度为115～125℃，通酸时间为360～650min，进酸速度为：3.5～5.5g/min；
[0022]S3、将脱脂后的毛坯置于高温中进行烧结作业，控制烧结温度为1310～1320℃，并保温120～150min；其中：烧结成型后收缩率控制在1.215～1.217。
[0023]进一步的，所述S1中注塑时，首先对模具加热至80～120℃，随后再进行注塑作业。
[0024]进一步的，所述S3中烧结作业时，采用氮气气氛填充。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1、本专利技术所提供的粘结剂具有良好的流动性、润湿性和保形性，能够与金属粉末紧密结合，助剂中的乙撑双硬脂酸酰胺的加入，利于金属颗粒和聚合物的分散，进一步提高表面活性和粉与粘结剂料的均匀性。
[0027]2、本专利技术所注射成型毛坯可同时使用硝酸脱脂或草酸脱脂，且均容易脱除，得到的产品尺寸精度高、性能好，在保证注射成型成品率和脱脂、烧结产品合格率的情况下，提供了加工过程的选择可能，增加了生产制造的灵活性。
[0028]3、本专利技术提供的粘合剂中使用聚乙烯和乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物作为酸脱性粘结剂体系中的骨架聚合物，不仅增强喂料塑性流动效果，且有利于脱脂过程中维持坯体形状，避免其坍塌或变形；使用聚甲醛作为主要充填剂，提供喂料流动性、填充模具型腔；使用助剂中的乙撑双硬脂酸酰胺与表面活性剂协同作用，增加聚合物和金属粉末颗粒表面活性，使喂料内部分散、粘结更均匀和充分。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有
其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1：
[0031]本实施例提供一种金属注射成型用喂料，包括金属粉末、粘结剂，粘结剂包括以下重量百分比组成：共聚甲醛87.1％、高密度聚乙烯4.5％、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物2.5％、硬脂酸1.2％、石蜡2.9％、乙撑双硬脂酸酰胺1.1％、四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属注射成型用喂料，其特征在于，包括金属粉末、粘结剂，所述粘结剂包括以下重量百分比组成：聚甲醛85％
‑
92％、高密度聚乙烯3％～5％、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物2％～4％、表面活性剂1％～2.5％、助剂3.8％～6.5％；以聚甲醛作为充填剂，高密度聚乙烯和乙烯与乙酸乙烯酯共聚物作为骨架组成；其中：助剂采用润滑剂、分散剂和抗氧化剂的组合，润滑剂为2.5％～4.0％，所述分散剂为0.8％～1.5％，所述抗氧化剂为0.5％～1.0％；所述金属粉末的粒径范围在2
‑
70um；所述金属粉末与粘结剂的物质的量配比范围是6：1～10：1，同时高密度聚乙烯与乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物的质量比为2：1
‑
5：4之间。2.根据权利要求1所述的金属注射成型用喂料，其特征在于，所述粘结剂包括以下重量百分比组成：聚甲醛86.8％
‑
88％、高密度聚乙烯4.5％、乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物2.5％、表面活性剂1.0％～1.2％、润滑剂2.5％～2.9％、分散剂0.8～1.4％、抗氧化剂0.7％。3.根据权利要求2所述的金属注射成型用喂料，其特征在于，所述金属粉末采用铁基合金粉末。4.根据权利要求2所述的金属注射成型用喂料，其特征在于，所述表面活性剂采用硬脂酸、润滑剂采用石蜡、分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺、抗氧化剂为四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：许卫表，
申请(专利权)人：苏州衡普纳米金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：