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一种 金属粉末注射成型用喂料及其制备方法

阅读：647发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种金属粉末注射成型用喂料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种金属粉末注射成型用喂料及其制备方法，特征在于该喂料由粗、细两种不同粒度的球形金属造粒粉末混合均匀后制成；其中粗粉粒度范围为75~180微米，细粉粒度范围为25~58微米；粗粉和细粉的比例为（60~80）：（20~40）。将粒度小于5微米的金属粉与表面活性剂、有机粘结剂、增塑剂、润滑剂和有机溶剂等均匀混合，制成金属浆料；金属浆料经喷雾造粒、分级后得到粗粉与细粉；将粗粉和细粉按上述比例混合均匀后得到金属粉末注射成型用喂料。与现有技术相比，本发明制备的金属粉末注射成型用喂料具有球形度高、流动性好、松装密度大、注射成型产品易烧结、生产工艺简单、适合规模化生产等特点，满足了金属粉末注射成型对于高性能喂料的要求。，下面是一种金属粉末注射成型用喂料及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种金属粉末注射成型用喂料，其特征在于：该喂料由粗、细两种不同粒度的球形金属造粒粉末混合均匀后制成；其中粗粉粒度范围为75 180微米，细粉粒度范围为25 58微~ ~
米；粗粉和细粉的比例为（60 80）：（20 40）。
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2.按权利要求1所述的金属粉末注射成型用喂料，其特征在于：粗粉为球形造粒粉，以金属粉为原料经喷雾造粒制成；粗粉最大颗粒不超过200微米，粒度大于180微米的颗粒不超过1%，粒度小于75微米的颗粒不超过2%。
3.按权利要求1所述的金属粉末注射成型用喂料，其特征在于：细粉为球形造粒粉，以金属粉为原料经喷雾造粒制成；细粉最大颗粒不超过65微米，粒度大于58微米的颗粒不超过1%，粒度小于25微米的颗粒不超过2%。
4.一种金属粉末注射成型用喂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）利用混合设备将金属粉与有机粘结剂和有机溶剂混合均匀，制成金属粉浆料；
（2）将步骤（1）所得的金属粉浆料通过闭式循环喷雾造粒机制成球形金属造粒粉；
（3）利用振动筛对步骤（2）所得的球形金属造粒粉进行筛分，选择粒度范围为75 180微~
米的球形金属造粒粉作为粗粉；
（4）采用粉体分级机或振动筛对步骤（2）所得的球形金属造粒粉进行分选或筛分，选择粒度范围为25 58微米的球形金属造粒粉作为细粉；
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（5）将粗粉和细粉按（60 80）：（20 40）的比例称量，采用混合机混合均匀后得到本发明~ ~
的金属粉末注射成型用喂料。
5.根据权利要求4所述的金属粉末注射成型用喂料的制备方法，其特征在于步骤（1）中混合设备为搅拌机、液体混合机或球磨机中的一种。
6.根据权利要求4所述的金属粉末注射成型用喂料的制备方法，其特征在于步骤（1）中的金属粉至少为单质金属粉、合金粉或混合金属粉中的一种；金属粉浆料中金属粉的粒度小于5微米，其中粒度大于5微米的颗粒小于1%；金属粉与有机溶剂的比例为：（100 600）：
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100。
7.根据权利要求4所述的金属粉末注射成型用喂料的制备方法，其特征在于步骤（1）中的有机粘结剂由聚氨酯热塑性弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、石蜡、邻苯二甲酸二丁酯和硅烷偶联剂混合组成，各组分质量百分比如下：聚氨酯热塑性弹性体25 40%、聚乙烯醇缩丁醛15~ ~
30%、石蜡20 50%、邻苯二甲酸二丁酯5 10%、硅烷偶联剂5 10%；有机粘结剂与金属粉的比例~ ~ ~
为：（7.5 18）：100。
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8.根据权利要求4所述的金属粉末注射成型用喂料的制备方法，其特征在于步骤（1）中的有机溶剂至少为丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃、甲苯和二甲苯中的一种。

说明书全文

一种金属粉末注射成型用喂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属粉末注射成型领域，具体涉及的是一种金属粉末注射成型用喂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 金属粉末注射成型技术是集塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科透与交叉的产物，利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了传统粉末冶金工艺制品、材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。

[0003] 金属粉末注射成型技术的关键是具有优良性能的喂料，传统的喂料制备方法是将固体粉末与有机粘结剂均匀混练，经粉碎或切割制成颗粒或粉状喂料。中国专利CN201010616966.X公开了一种制备金属注射成型工艺用的颗粒料的方法，将原料混合物投入到混炼机或者密炼机中，混炼均匀后切割成直径1.5 3.5mm、长度1 3mm的颗粒料。中国专~ ~利CN201010574711.1公开了一种金属粉末注射成型用喂料的制备方法，原料混合物经混合、挤出、冷却破碎和真空包装等工序生产出注射成型用喂料。

[0004] 从现有技术调研可知，工业生产中喂料的生产多采用15 50微米的金属粉体作为~原料，烧结活性低；喂料颗粒可采用双螺杆挤出机和切割机制备，喂料粒度大、形状不规则、流动性差；喂料粉体可采用混炼机或密炼机以及粉碎机制备，喂料粒度小、形状不规则、流动性也不好；双螺杆、混炼机或密炼机混炼时间短，喂料均匀性差。均匀性差和烧结活性低的喂料使得后期产品烧结困难，产品质量得不到保障；流动性差的喂料使注射成型过程中经常堵料，生产连续性受限。制备流动性好、烧结活性高的喂料对于金属粉末注射成型意义重大。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种球形度高、流动性好、松装密度大、均匀性高和烧结活性好的金属粉末注射成型用喂料及其制备方法。

[0006] 本发明解决技术问题采用的技术方案是：一种金属粉末注射成型用喂料，该喂料由粗、细两种不同粒度的球形金属造粒粉末混合均匀后制成；其中粗粉粒度范围为75 180~微米，细粉粒度范围为25 58微米；粗粉和细粉的比例为（60 80）：（20 40）。
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[0007] 本发明所述的金属粉末注射成型用喂料，其中的粗粉为球形造粒粉，以金属粉为原料经喷雾造粒制成；粗粉最大颗粒不超过200微米，粒度大于180微米的颗粒不超过1%，粒度小于75微米的颗粒不超过2%。

[0008] 本发明所述的金属粉末注射成型用喂料，其中的细粉为球形造粒粉，以金属粉为原料经喷雾造粒制成；细粉最大颗粒不超过65微米，粒度大于58微米的颗粒不超过1%，粒度小于25微米的颗粒不超过2%。

[0009] 本发明还提供了一种金属粉末注射成型用喂料的制备方法，具体制备步骤包括：（1）利用混合设备将金属粉与有机粘结剂和有机溶剂混合均匀，制成金属粉浆料；
（2）将步骤（1）所得的金属粉浆料通过闭式循环喷雾造粒机制成球形金属造粒粉；
（3）利用振动筛对步骤（2）所得的球形金属造粒粉进行筛分，选择粒度范围为75 180微~
米的球形金属造粒粉作为粗粉；
（4）采用粉体分级机或振动筛对步骤（2）所得的球形金属造粒粉进行分选或筛分，选择粒度范围为25 58微米的球形金属造粒粉作为细粉；
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（5）将粗粉和细粉按（60 80）：（20 40）的比例称量，采用混合机混合均匀后得到本发明~ ~
的金属粉末注射成型用喂料。

[0010] 作为优选，本发明步骤（1）中混合设备为搅拌机、液体混合机或球磨机中的一种。

[0011] 作为优选，本发明步骤（1）中的金属粉至少为单质金属粉、合金粉或混合金属粉中的一种；金属粉浆料中金属粉的粒度小于5微米，其中粒度大于5微米的颗粒小于1%；金属粉与有机溶剂的比例为：（100 600）：100。~

[0012] 作为优选，本发明步骤（1）中的有机粘结剂由聚氨酯热塑性弹性体、聚乙烯醇缩丁醛、石蜡、邻苯二甲酸二丁酯和硅烷偶联剂混合组成，各组分质量百分比如下：聚氨酯热塑性弹性体25 40%、聚乙烯醇缩丁醛15 30%、石蜡20 50%、邻苯二甲酸二丁酯5 10%、硅烷偶联~ ~ ~ ~剂5 10%；有机粘结剂与金属粉的比例为：（7.5 18）：100。
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[0013] 作为优选，本发明步骤（1）中的有机溶剂至少为丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃、甲苯和二甲苯中的一种。

[0014] 与现有技术和相比，本发明具有以下优点及有益效果：1、本发明的金属粉末注射成型用喂料，以制备的粗、细两种不同粒度球形金属造粒粉为原料，球形粉末保证了粉体具有好的流动性；粗、细两种粒度粉体配比的优化，保证了金属粉具有高的松装密度；控制粗粉和细粉中过大和过小颗粒的粒径和含量，有效保证了粉体的流动性和堆积密度。

[0015] 2、本发明的金属粉末注射成型用喂料的制备方法，控制金属浆料中金属粉体粒度小于5微米，原始粒度小、烧结活性高；采用搅拌机、混合机或球磨机制备金属浆料，有效地提高了有机粘结剂与金属粉之间的混合均匀性；采用闭式循环喷雾造粒机，防止了金属粉体的氧化，制备的颗粒球形度高、流动性好；通过振动筛和气体分级机制备粗、细粉，有效地控制了粉体的粒度范围，生产工艺简单、成本低、适合规模化生产；采用干粉混合机制备混合粉体，避免了对粉体形貌的破坏，保证了球形度。附图说明

[0016] 图1是实施例1金属粉末注射成型喂料的扫描电镜图。

[0017] 图2是实施例2金属粉末注射成型喂料的扫描电镜图。

[0018] 图3是实施例3金属粉末注射成型喂料的扫描电镜图。

具体实施方式

[0019] 以下是本发明的具体实施案例，注意这些案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

[0020] 实施例1：利用搅拌机将羰基铁粉（粒度小于5微米，D90为2.33微米）、有机粘结剂和有机溶剂混合均匀制成金属粉浆料。其中，有机溶剂为丙酮和二甲苯，羰基铁粉、丙酮和二甲苯的质量比为100:50:50；羰基铁粉与有机粘结剂的质量比为100:18，有机粘结剂中各组分质量百分比如下：聚氨酯热塑性弹性体25%、聚乙烯醇缩丁醛15%、石蜡50%、邻苯二甲酸二丁酯5%、硅烷偶联剂5%。

[0021] 将金属粉浆料通过闭式循环喷雾造粒机制成球形金属造粒粉；利用振动筛对球形金属造粒粉进行筛分，选择粒度范围为75 180微米的球形金属造粒粉作为粗粉；采用粉体~分级机对金属造粒粉进行分选，选择粒度范围为25 58微米的球形金属造粒粉作为细粉。
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[0022] 将粗粉和细粉按60：40的比例称量，采用干粉混合机混合均匀后得到本发明的金属粉末注射成型用喂料，该喂料松装密度为4.14 g/cm3，粉体流动性为15.8 s/50g。

[0023] 实施例2：利用液体混合机将FeNi合金粉（粒度小于5微米，D90为2.71微米）、有机粘结剂和有机溶剂混合均匀制成金属粉浆料。其中，有机溶剂为丁酮和甲苯，FeNi合金粉、丁酮和甲苯的质量比为600:50:50；FeNi合金粉与有机粘结剂的质量比为100:7.5，有机粘结剂中各组分质量百分比如下：聚氨酯热塑性弹性体40%、聚乙烯醇缩丁醛30%、石蜡20%、邻苯二甲酸二丁酯5%、硅烷偶联剂5%。

[0024] 将金属粉浆料通过闭式循环喷雾造粒机制成球形金属造粒粉；利用振动筛对球形金属造粒粉进行筛分，选择粒度范围为75 180微米的球形金属造粒粉作为粗粉；采用振动~筛对金属造粒粉进行筛分，选择粒度范围为25 58微米的球形金属造粒粉作为细粉。
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[0025] 将粗粉和细粉按80：20的比例称量，采用干粉混合机混合均匀后得到本发明的金属粉末注射成型用喂料，该喂料松装密度为4.56 g/cm3，粉体流动性为11.2 s/50g。实施例3：
利用球磨机将Fe、Ni和Mo混合金属粉（Fe：Ni：Mo=81.5:18:0.5）、有机粘结剂和有机溶剂球磨混合均匀制成金属粉浆料（球磨后金属粉粒度小于5微米，D90为2.67微米）。其中，有机溶剂为环己酮和四氢呋喃，混合金属粉、环己酮和四氢呋喃的质量比为300:50:50；混合金属粉与有机粘结剂的质量比为100:12，有机粘结剂中各组分质量百分比如下：聚氨酯热塑性弹性体25%、聚乙烯醇缩丁醛15%、石蜡40%、邻苯二甲酸二丁酯10%、硅烷偶联剂10%。

[0026] 将金属粉浆料通过闭式循环喷雾造粒机制成球形金属造粒粉；利用振动筛对球形金属造粒粉进行筛分，选择粒度范围为75 180微米的球形金属造粒粉作为粗粉；采用粉体~分级机对金属造粒粉进行分选，选择粒度范围为25 58微米的球形金属造粒粉作为细粉。
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[0027] 将粗粉和细粉按70：30的比例称量，采用干粉混合机混合均匀后得到本发明的金属粉末注射成型用喂料，该喂料松装密度为4.47g/cm3，粉体流动性为13.2 s/50g。

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