一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法技术

本申请涉及粉末冶金中的精密零件制备技术领域，尤其是一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，包括以下步骤：S1，通过一次注射获得异型内部结构的嵌件芯体；S2，将嵌件芯体置于模具结构中，后固定嵌件芯体；S3，二次注射获得目标体，目标体与嵌件芯体结合形成复合体；所述目标体主要是采用粘结剂搭配金属或非金属粉末制成；S4，脱脂：先脱除目标体中的粘结剂，再脱除嵌件芯体；S5，S4中脱脂后的坯体在真空或氢气或氩气或氮气气氛中进行进一步升温致密化处理得成品。本申请适合大批量快速生产高性能金属或者非金属具有内部异型结构的精密零部件且零件设计自由度高，产品表面质量优良。良。良。

【技术实现步骤摘要】
一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法


[0001]本申请涉及粉末冶金中的精密零件制备
，尤其是涉及一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，对于金属或者非金属精密零件的加工方法主要分为四大加工方法。第一种是传统的机加工工艺，通过钻铣，镗孔，磨削，CNC加工，放电加工等加工方法对金属型材进行加工。但是，传统的机加工工艺存在加工效率慢，成本高的问题，且存在具有不规则形状的内部弯孔或具有倒扣的内部空间无法加工具的问题。第二种是精密铸造工艺，采用特定设计的模具进行精密铸造所得所预想的精密零件，但是，其存在产品表面质量差，精度低，无法成形复杂结构的问题。第三种是新起的3D打印工艺，工艺成形能力强，可根据需求设计打印复杂结构的精密零件，但是，其需要辅助支撑并后续去除，且成形效率低，成本偏高。第四种是粉末注射成形工艺，模具成形规则或可抽芯、斜顶脱模的的内部直孔，凹槽，沉台等特征，但是对于具有中空结构精密零件无法完成精密且精准抽芯形成复杂的中空结构。综上所述，本申请提供了一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请提供了一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法。
[0004]本申请提供的一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，包括以下步骤：S1，通过一次注射获得异型内部结构的嵌件芯体；所述嵌件芯体为高分子烯烃聚合物、高分子缩醛树脂、改性高分子缩醛树脂或其他高分子聚合物中的至少一种；S2，将嵌件芯体置于根据产品结构设计的模具结构中，后固定嵌件芯体；S3，二次注射获得目标体，目标体与嵌件芯体结合形成复合体；所述目标体主要是采用粘结剂搭配金属粉末或陶瓷粉末制成；S4，分步脱脂：先脱除目标体中的部分粘结剂组元，再脱除复合体内部的嵌件芯体；S5，S4中分步脱脂后的坯体在真空或氢气或氩气或氮气气氛中进行进一步脱脂后再升温致密化处理，即通过二次分体式注射方法成形具有异型内部结构的精密零部件。
[0005]本申请适合大批量快速生产高性能金属或者非金属具有内部异型结构的精密零部件且零件设计自由度高，产品表面质量优良。
[0006]优选的，所述目标体主要是采用粘结剂、金属粉末、低分子蜡、助剂制成；所述粘结剂为高分子烯烃聚合物、高分子缩醛树脂中的一种；所述助剂为骨架剂、相容剂EVA、润滑剂、分散剂硬脂酸中的至少一种；所述骨架剂为PP、HDPE、PS中的至少一种。
[0007]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对温度、催化条件、溶剂的不同敏感性，采用物理或者化学方法分步骤脱除目标体中全部或部分有机物、嵌件芯体。
[0008]优选的，所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：温度分解差异；所述温度分解差异为嵌件芯体的分解温度大于目标体中的粘结剂的分解温度。
[0009]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对温度的不同敏感性，采用物理或者化学方法分步骤脱除目标体中全部或部分有机物、嵌件芯体。
[0010]优选的，所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：溶剂溶解差异；所述溶剂溶解差异为有机溶剂对目标体中的粘结剂为良溶剂，而对嵌件芯体材料为不良溶剂。
[0011]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对溶剂的不同敏感性，采用物理或者化学方法分步骤脱除目标体中全部或部分有机物、嵌件芯体。
[0012]优选的，所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：催化分解差异；所述催化分解为同一催化条件下，目标体中的粘结剂催化分解，而嵌件芯体材料不发生催化分解或者催化分解量低于5wt％。
[0013]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对催化条件的不同敏感性，采用物理或者化学方法分步骤脱除目标体中全部或部分有机物、嵌件芯体。
[0014]优选的，当嵌件芯体为高分子烯烃聚合物，所述粘结剂为高分子烯烃聚合物，则所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：溶剂溶解差异；所述溶剂溶解差异为有机溶剂对目标体中的粘结剂为良溶剂，而对嵌件芯体材料为不良溶剂；所述有机溶剂为汽油、煤油、庚烷、二氯甲烷，三氯乙烯中的一种。
[0015]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对溶剂的不同敏感性，粘结剂中的高分子烯烃聚合物先被有机溶剂溶解脱除，实现了分步骤脱除目标体中全部或部分有机物、嵌件芯体的目的。
[0016]优选的，所述S4，脱脂：将复合体置于有机溶剂脱除粘结剂，然后在氢气气氛或低分压真空气氛中≤2℃的升温速率缓慢升温至600
‑
800℃，分解脱除嵌件芯体。
[0017]通过采用上述技术方案，可有效热分解脱除剩余高分子有机物。
[0018]优选的，当嵌件芯体为高分子缩醛树脂，所述粘结剂为高分子烯烃聚合物，则S4，脱脂：将复合体置于有机溶剂脱除粘结剂，再将一次脱脂复合体置于酸性、90
‑
140℃的惰性气体中进行二次脱脂，脱除嵌件芯体，然后在氢气气氛或低分压真空气氛中≤2℃的升温速率缓慢升温至600
‑
800℃，将剩余高分子有机物热分解脱除干净。
[0019]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对溶剂、催化条件的不同敏感性，粘结剂中的高分子烯烃聚合物先被有机溶剂溶解脱除，嵌件芯体中的高分子缩醛树脂在催化条件脱除，实现了分步骤脱除目标体、嵌件芯体的目的。
[0020]优选的，当嵌件芯体为改性高分子缩醛树脂，所述粘结剂为高分子缩醛树脂，则S4，脱脂：将一次脱脂复合体置于酸性、90
‑
140℃的惰性气体中进行脱脂，脱除粘结剂，然后在氢气气氛或低分压真空气氛中≤2℃的升温速率缓慢升温至600
‑
800℃，脱除嵌件芯体，且将剩余高分子有机物热分解脱除干净。
[0021]通过采用上述技术方案，便于实现通过嵌件芯体材料与目标材料中粘结剂对催化
条件的不同敏感性，粘结剂中的高分子缩醛树脂先在催化条件下脱除，实现了分步骤脱除目标体中全部或部分有机物、嵌件芯体的目的。
[0022]优选的，所述S5，S4中脱脂后的坯体在真空或氢气或氩气或氮气气氛中进行进一步升温致密化处理，所得近致密的具有中空结构精密零件进行整形精校或机加工，满足尺寸要求，进行时效热处理和离子渗氮处理，得到成品。
[0023]通过采用上述技术方案，可改善成品的物化性能，提升成品质量稳定性。
[0024]综上所述，本申请具有以下优点：1、本申请适合大批量快速生产高性能金属或者非金属具有内部异型结构的精密零部件且零件设计自由度高，产品表面质量优良。
[0025]2、本申请的制备方法相对简单且生产成本较低，便于批量生产具有中空结构精密零件。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，通过一次注射获得异型内部结构的嵌件芯体；所述嵌件芯体为高分子烯烃聚合物、高分子缩醛树脂、改性高分子缩醛树脂或其他高分子聚合物中的至少一种；S2，将嵌件芯体置于根据产品结构设计的模具结构中，后固定嵌件芯体；S3，二次注射获得目标体，目标体与嵌件芯体结合形成复合体；所述目标体主要是采用粘结剂搭配金属粉末或陶瓷粉末制成；S4，分步脱脂：先脱除目标体中的部分粘结剂组元，再脱除复合体内部的嵌件芯体；S5，S4中分步脱脂后的坯体在真空或氢气或氩气或氮气气氛中进行进一步脱脂后再升温致密化处理，即通过二次分体式注射方法成形具有异型内部结构的精密零部件。2.根据权利要求1所述的一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，其特征在于：所述目标体主要是采用粘结剂、金属粉末、低分子蜡、助剂制成；所述粘结剂为高分子烯烃聚合物、高分子缩醛树脂中的一种；所述助剂为骨架剂、相容剂EVA、润滑剂、分散剂硬脂酸中的至少一种；所述骨架剂为PP、HDPE、 PS中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，其特征在于：所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：温度分解差异；所述温度分解差异为嵌件芯体的分解温度大于目标体中的粘结剂的分解温度。4.根据权利要求1所述的一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，其特征在于：所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：溶剂溶解差异；所述溶剂溶解差异为有机溶剂对目标体中的粘结剂为良溶剂，而对嵌件芯体材料为不良溶剂。5.根据权利要求1所述的一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，其特征在于：所述粘结剂所用材料与嵌件芯体材料的区别在于：催化分解差异；所述催化分解为同一催化条件下，目标体中的粘结剂催化分解，而嵌件芯体材料不发生催化分解或者催化分解量低于5wt%。6.根据权利要求2所述的一种一体成形具有中空结构精密零件的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀龙，
申请(专利权)人：上海精科智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：