技术领域
[0001] 本
发明涉及金属粉末注射成型领域,尤其是一种粘结剂及其所制成的 金属粉末注射成型用喂料的制备方法。
背景技术
[0002] 金属粉末注射成型(MIM)是近年来国际上迅速发展的一项新的成型技术,其优势 在于能够制造任意复杂形状的较小零部件,且制品各个部位
密度均勻,性能优异。这项技术 的一个重要方面在于喂料的选择和制备,而喂料制备的关键在于粘结剂的配制,所以合适 配制粘结剂和喂料,是保证该项工艺技术实现的根本。理想的喂料要具备易于成型、易于脱 粘、高的固体装载量(金属粉末占用料的体积分数)、液固相不易分离、产品毛坯或脱粘坯强 度高、生产成本低、与金属粉末不发生化学反应等指标。
[0003] 粘结剂一般是由几种化合物混和而成,在成型过程中可以做为金属粉末流动的载 体,增加金属粉末的流动性,有助于填充复杂模腔,其中的高分子
聚合物可以起到骨架的作 用,以维持
脱脂保形性,少量的添加剂在粉末注射成型过程中可以增加润滑和分散性,有助 于得到性能优良结构均勻的制品。
[0004] 国内通用的喂料粘结剂有着一些自身的局限点,如:脱粘后产品强度低;脱粘效 率低;注射成型液固相易分离,注射坯密度不均勻等。国外进口的喂料在使用性能上要优于 国内喂料,但价格昂贵,其价格是我们同类喂料的2〜3倍。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是:为克服MIM喂料成型时注射坯密度不均勻,脱粘效 率低等
缺陷,提供了一种粘结剂及其所制成的金属粉末注射成型用喂料的制备方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种粘结剂,其特征在于:由烯
烃 类热塑性弹性体、巴西蜡、工业
石蜡、高密度聚乙烯、聚丙烯和
硬脂酸混合组成,各组分
质量 百分比如下:热塑性弹性体烯烃类2. 0-6. 0%、巴西蜡25-45%、工业石蜡10_25%、高密度聚乙 烯25-35%、聚丙烯3-1¾和硬脂酸0. 1-0. 5%。
[0007] 在本发明一个较佳
实施例中,所述的烯烃类热塑性弹性体由烯烃
树脂和烯烃共聚 物
橡胶组成。
[0008] 本发明还公开了一种粘结剂所制成的金属粉末注射成型用喂料的制备方法,具有 如下制备步骤:(1)配料:按照上述粘结剂中所述各种材料的比例,精确称量粘结剂中的各组成物和 金属粉末;
(2)混合:将金属粉末放入捏合机内混合并预热,待
温度到150°C以上,放入粘结剂, 充分捏合,捏合结束出料冷却,并
破碎成粒状;
(3)挤出:使用
挤出机勻化挤出三遍,冷却破碎;
(4)
真空包装:将破碎好的产品用真空包装袋装好后抽真空包装。[0009] 在本发明一个较佳实施例中,所述的粘结剂占喂料质量比6%_996,所述的金属粉 末占喂料质量比91%-94%。
[0010] 在本发明一个较佳实施例中,所述的捏合的反应温度为170-180°c,捏合的时间为 2-3小时。
[0011] 在本发明一个较佳实施例中,所述的挤出机为双
螺杆挤出机。
[0012] 本发明的有益效果是:1、本发明由于采用低成本无毒性的原材料,可以降低成本、保护环境,且制备工艺简
[0013] 2、采用本发明的粘结剂及其所制成的金属粉末注射成型用喂料,喂料制作成本 低;成型时液固相不易分离,注射坯密度均勻;脱粘效率高;
烧结坯密度高。克服了传统的 金属粉末注射成型用喂料成本高的特点,扩大了应用范围,将创造较大的经济效益和社会 效益。
具体实施方式
[0014] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
[0015] 实施例1粘结剂中各组分配置:热塑性弹性体烯烃类2. 3%、巴西蜡45%、工业石蜡24. 5%、高密度 聚乙烯25. 1%、聚丙烯3%和硬脂酸0. 1%。
[0016] 一种粘结剂所制成的金属粉末注射成型用喂料的制备方法:(1)配料:按照上述粘结剂中所述各种材料的比例,精确称量粘结剂中的各组成物,所 述的粘结剂占喂料质量比696,即所述的金属粉末占喂料质量比94%,按此准确称量相应的 金属粉末;
(2)混合:将金属粉末放入捏合机内混合并预热,待温度到150°C以上,间隔半小时分 批放入粘结剂并充分捏合,待捏合成
流体状且捏合温度到达170°C,开始计时捏合2小时, 并二十分钟测量料温一次,维持捏合温度170°C〜180°C,捏合结束出料冷却,并用
破碎机 将其破碎成粒状;
(3)挤出:使用
双螺杆挤出机勻化挤出三遍,冷却破碎;
(4)真空包装:将破碎好的产品用真空包装袋装好后抽真空包装,得金属粉末注射成 型用喂料。
[0017] 实施例2粘结剂中各组分配置:热塑性弹性体烯烃类3. 5%、巴西蜡38. 8%、工业石蜡20. 4%、高密 度聚乙烯32%、聚丙烯5%和硬脂酸0. 3%。
[0018] 一种粘结剂所制成的金属粉末注射成型用喂料的制备方法:(1)配料:按照上述粘结剂中所述各种材料的比例,精确称量粘结剂中的各组成物,所 述的粘结剂占喂料质量比Th即所述的金属粉末占喂料质量比93%,按此准确称量相应的 金属粉末;
(2)混合:将金属粉末放入捏合机内混合并预热,待温度到150°C以上,间隔半小时分 批放入粘结剂并充分捏合,待捏合成流体状且捏合温度到达170°C,开始计时捏合2小时, 并二十分钟测量料温一次,维持捏合温度170°C〜180°C,捏合结束出料冷却,并用破碎机将其破碎成粒状;
(3)挤出:使用双螺杆挤出机勻化挤出三遍,冷却破碎;
(4)真空包装:将破碎好的产品用真空包装袋装好后抽真空包装,得金属粉末注射成 型用喂料。
[0019] 实施例3粘结剂中各组分配置:热塑性弹性体烯烃类5%、巴西蜡35. 1%、工业石蜡23%、高密度聚 乙烯26. 5%、聚丙烯10%和硬脂酸0. 4%。
[0020] 一种粘结剂所制成的金属粉末注射成型用喂料的制备方法:(1)配料:按照上述粘结剂中所述各种材料的比例,精确称量粘结剂中的各组成物,所 述的粘结剂占喂料质量比8%’即所述的金属粉末占喂料质量比92%,按此准确称量相应的 金属粉末;
(2)混合:将金属粉末放入捏合机内混合并预热,待温度到150°C以上,间隔半小时分 批放入粘结剂并充分捏合,待捏合成流体状且捏合温度到达170°C,开始计时捏合3小时, 并二十分钟测量料温一次,维持捏合温度170°C〜180°C,捏合结束出料冷却,并用破碎机 将其破碎成粒状;
(3)挤出:使用双螺杆挤出机勻化挤出三遍,冷却破碎;
(4)真空包装:将破碎好的产品用真空包装袋装好后抽真空包装,得金属粉末注射成 型用喂料。
[0021] 实施例4粘结剂中各组分配置:热塑性弹性体烯烃类6%、巴西蜡31. 5%、工业石蜡24%、高密度聚 乙烯27%、聚丙烯11%和硬脂酸0. 5%。
[0022] 一种粘结剂所制成的金属粉末注射成型用喂料的制备方法:(1)配料:按照上述粘结剂中所述各种材料的比例,精确称量粘结剂中的各组成物,所 述的粘结剂占喂料质量比996,即所述的金属粉末占喂料质量比91%,按此准确称量相应的 金属粉末;
(2)混合:将金属粉末放入捏合机内混合并预热,待温度到150°C以上,间隔半小时分 批放入粘结剂并充分捏合,待捏合成流体状且捏合温度到达170°C,开始计时捏合3小时, 并二十分钟测量料温一次,维持捏合温度170°C〜180°C,捏合结束出料冷却,并用破碎机 将其破碎成粒状;
(3)挤出:使用双螺杆挤出机勻化挤出三遍,冷却破碎;
(4)真空包装:将破碎好的产品用真空包装袋装好后抽真空包装,得金属粉末注射成 型用喂料。
[0023] 本发明的粘结剂及其所制成的金属粉末注射成型用喂料,具有喂料制作成本低; 成型时液固相不易分离,注射坯密度均勻;脱粘效率高;烧结坯密度高的特点。
[0024] 采用邯郸埃斯尔雾化316L粉末分别配比实施例3的粘结剂含量8. 0%的MIM喂料 和普通蜡基MIM喂料,以70 X 12 X 3mm的标准
块为实验对象,使用海天
注塑机MA600注射, 注射压
力145MPii,萃取后使用岛津
石墨真空炉烧结,烧
结温度1380°C X2小时。
[0025] 1)喂料制作成本低以制作一批次20kg的316L喂料来计算,本发明喂料涉及
费用:粘结剂 1600g(l. 6X20=32 元)、316L 金属粉末 18400g(18. 4X65=1196 元)、人工 费30元、电费40元,合计1298元;
而进口 MIM喂料230元/kg,则20kg价格为4600元。本发明的喂料其成本为进口 MIM 喂料价格的观%,成本较低,适合在国内MIM行业的运用和推广。
[0026] 2)成型时液固相不易分离,注射坯密度均勻将标准快分为4段,分别对本喂料和普通喂料的四段密度进行测量比较,数据如下
表:
两类喂料分段密度比较(g/cm3 )
从上表明显可见采用本发明所制喂料密度差距明显减小,均勻性大幅提高,这对MIM 工艺来说,就意味着更小的产品
变形和更好的尺寸
精度 3)脱粘效率提高
普通喂料其制品强度和抗变形性较低,萃取温度稍高就易发生变形,故只能低温慢速 萃取;而采用本发明所制喂料其制品强度和抗变形性相对较高,可以适当提高萃取温度,从 而可以提高萃取速度。分别对两种喂料所制标准块进行
有机溶剂萃取石蜡,普通喂料标准 块萃取温度40°C,萃取18小时脱粘完毕;而采用本发明所制喂料萃取温度为60°C,萃取10 小时脱粘完毕。本发明的喂料在脱粘效率上提高了 44%,极大提高了 MIM的生产效率。
[0027] 4)烧结密度高采用本发明的喂料制作的316L标准块,使用岛津石墨真空炉烧结,烧结温度 13800C X 2小时,其最终烧结密度为7. 80 g/cm3,达到理论密度的97. 7%,完全满足了 MIM 行业内要求超过理论密度95%的要求。
[0028] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何 熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或 替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以
权利要求书所限 定的保护范围为准。6