一种低表面粗糙度MIM喂料的制备方法技术

本发明专利技术属于金属粉末注射成型技术领域，具体涉及一种低表面粗糙度MIM喂料的制备方法。其包括如下步骤：将不锈钢粉末和粘合剂先进行混炼，然后加入EBS，继续混炼3

【技术实现步骤摘要】
一种低表面粗糙度MIM喂料的制备方法


[0001]本专利技术属于金属粉末注射成型
，具体涉及一种低表面粗糙度MIM喂料的制备方法。

技术介绍

[0002]金属粉末注射成型技术(MIM)是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净形成型技术。其工艺过程大致包括：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。金属注射成型技术是大批量制作小型、复杂形状、高强度零件的比较好的方法。
[0003]金属粉末注射成型的喂料是指固体粉末与有机粘结剂混炼后，用于投入注射成形机的原料，因此终产品的主要理化性能主要由喂料来决定。目前MIM不锈钢喂料的粒径一般是D50:9
‑
11μm，此粒径的喂料在后续注射成型过程中可以顺利成型，但烧结后的表面粗糙度只能达到Ra：1.0
‑
1.3。
[0004]因产品升级，需要烧结后产品表面粗糙度进一步降低到Ra＜0.5。喂料降低烧结产品表面粗糙度，只能通过缩小喂料的粒径。经试验确定当Ra＜0.5时，喂料的粒径至少要降低到D50:4
‑
5μm，但是喂料粒径的缩小却给后续注射成型带来了射出压力高、流痕重，难射饱等问题，直接影响了产品的成型，因此必须对喂料进行优化解决上述问题。
[0005]射出压力高、流痕重和难射饱都是由于粒径缩小导致了喂料的流动性变差相关。注射喂料以粘结剂的主要成分的区别分为塑基体系和蜡基体系，蜡基体系的流动性好，但后续脱脂时间非常长，并且脱脂过程中会变形较大，产品还易产生飞边，因此目前除了一些特定情况下，一般MIM都采用塑基体系。要改善塑基体系的注塑喂料的流动性，主要通过粘结剂来解决，也就是通过提高粘结剂中主要成分POM(聚甲醛)的熔体流动指数，如果单纯通过使用高熔指的POM一方面成本过高，另一方面上升幅度不明显。
[0006]中国专利CN109513916A中通过添加相容剂的方式使得粘结剂里面各组分助剂能够很好的相容和流动性。但其喂料的粒度分布中D50依然高达9.8
‑
10.8，并不适用。
[0007]中国专利CN114210979A中喂料粒径为D50:7
‑
9μm，其通过对粘结剂体系的定制化调配和氩气保护，使得喂料拥有良好的流动性，可以发现其粒径依然远高于D50:4
‑
5μm。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，用以解决目前制备的低粒径喂料无法通过MIM加工的问题。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，其包括如下步骤：将不锈钢粉末和粘合剂先进行混炼，然后加入EBS(乙撑双硬脂酸酰胺)，继续混炼3
‑
6min，出炉造粒，粒径分布为D50在4
‑
5μm。
[0010]EBS可以有效的改善注塑时喂料的流动性，但其如果混炼时间长，则会产生挥发裂
解从而失效，如果不混炼直接与喂料机械混合注塑时，一方面均匀性不好，并且其也无法充分发挥出其提高流动性的功效。
[0011]可选地，EBS的添加量是粘合剂的5
‑
20％wt，优选，7
‑
9％wt。EBS添加少了，无法获得所需注射流动性，添加过多则会导致射出不均匀，射压不稳定，影响产品成型效果。
[0012]可选地，所述粘合剂按重量份计，包括如下组分：
[0013][0014]可选地，所述骨架剂为PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、EVA(乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物)或EBA(乙烯(E)与丙烯酸丁酯(BA)的二元共聚物)，优选EBA。
[0015]EBA与EVA相比，其余EBS的相容性更好，相同添加量可以更有效的改善喂料的流动性和射出压力。
[0016]可选地，所述喂料注塑后产品的收缩率为1.162
‑
1.168。
[0017]MIM行业中模具设计中采用的收缩率一般控制在1.162
‑
1.168，在此范围内生产的产品烧结难度可控并且烧结后产品强度也足够。
[0018]可选地，所述不锈钢粉末和粘合剂按重量份计比例如下:
[0019]不锈钢粉末
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
80
‑
90份；
[0020]粘合剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
20份；
[0021]优选，所述不锈钢粉末和粘合剂按重量份计比例如下:
[0022]不锈钢粉末
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
86
‑
88份；
[0023]粘合剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
‑
14份。
[0024]粒径分布变小后，收缩率会变大，为了控制到适当的收缩率则粘合剂占比需要下降。
[0025]可选地，所述不锈钢粉末为316L。
[0026]可选地，所述不锈钢粉末和粘合剂混炼过程如下：将不锈钢粉末加热至180
‑
185℃，然后控温在165
‑
170℃，加入混合后的粘合剂，在此温度下粘合剂与不锈钢粉末充分混合后下压压锤到底，通过压锤挤压使粘合剂与不锈钢粉末混炼均匀。
[0027]可选地，所述不锈钢粉末和粘合剂混炼过程中持续通入氩气且正压保护。
[0028]可选地，所述喂料的熔融流的指数为1500
‑
2500g/min，优选1800
‑
2200g/min。
[0029]可选地，所述喂料的松装密度大于2.8g/cm3，振实密度大于4.8g/cm3。
[0030]本专利技术提供的技术方案通过组合式的润滑体系及喂料的制备过程，使得即使在粒径大幅降低的情况下，依然能够保证注射过程中喂料的必要流动性、注射的饱合度并且流痕也较轻，最终可以顺利制备出Ra＜0.5的MIM制品。
具体实施方式
[0031]为了便于理解，下面结合实施例阐述所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，应理
解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0032]本实施例中采用的原料和试剂，除特别说明外均为市售通用商品。其中EBS为花王牌分散剂，型号为EB
‑
FF，熔点(℃)141.5
‑
146.5。
[0033]实施例1
‑2[0034]所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，包括如下步骤：将不锈钢粉末加热至180
‑
185℃，然后控温在165
‑
170℃，加入混合后的粘合剂继续加热10
‑
15min，然后下压压锤到底，混炼20
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将不锈钢粉末和粘合剂先进行混炼，然后加入EBS，继续混炼3
‑
6min，出炉造粒，粒径分布为D50在4
‑
5μm。2.根据权利要求1所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，其特征在于，所述EBS的添加量是粘合剂的5
‑
20％wt，优选，7
‑
9％wt。3.根据权利要求1所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，其特征在于，所述粘合剂按重量份计，包括如下组分：4.根据权利要求3所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，其特征在于，所述骨架剂为PE、PP、EVA或EBA，优选EBA。5.根据权利要求1所述低表面粗糙度MIM喂料的制备方法，其特征在于，所述不锈钢粉末和粘合剂按重量份计比例如下:不锈钢粉末
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
80
‑
90份；粘合剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
20份；优选，所述不锈钢粉末和粘合剂按重量份计比例如下:不...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹学荣，范振洋，陈绍磊，
申请(专利权)人：苏州中耀科技有限公司，
类型：发明
国别省市：