金屬注射成型工藝用顆粒料的製備方法
2023-06-09 18:02:31
專利名稱：金屬注射成型工藝用顆粒料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種顆粒料的製備方法，具體指一種金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法。
背景技術：
金屬注射成形技術(Metal Injection Molding, MIM )是將現代塑料注射成形技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型粉末冶金成形技術。它利用模具注射成形器件並通過脫脂、燒結快速製造高密度、高精度、形狀複雜的金屬結構器件。因而MIM產品的力學性能和形狀自由度大大優於傳統的金屬成形方法如精密鑄造、機械加工以及模壓技術，並因此獲得廣泛的應用。把金屬粉末和不同種類的粘結劑，增塑劑混練造粒，是金屬注射成型工藝重要的前端工序，顆粒料的大小，密度，流動性等是影響產品最終成形度的關鍵因素，特別是針對具有複雜形狀微型器件的金屬注射成型產品，如果顆粒料的混練工藝沒有解決好，生產中經常會產品走形等現象，導致產品的良品率較低。
發明內容
為了提高金屬注射成型工藝中複雜形狀微型器件的良品率，本發明提供了一種金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法。本發明所述的一種金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，包括如下步驟 步驟1 首先將原料中所有固狀物成分，所述的固狀物成分包含不鏽鋼粉末90
95wt %，混合粘結劑4 9wt %，潤滑劑0. 1 0. 5wt %，混合均勻；
步驟2 將經步驟1處理的混合物與0. 1 0. 5wt%液態狀的增塑劑混合均勻並充分幹
燥；
步驟3 將經步驟2處理得到的混合物投入到二軸混練機或者密練機中，在150°C 180°C的溫度下混練10 30min ；
步驟4 將經混練後的混合物冷卻，並切割成顆粒料。進一步地，步驟1中，所述的混合粘結劑為蠟粉與樹脂的混合物；
進一步地，所述蠟粉選自石蠟，甘油棕櫚酸酯，改性聚乙烯蠟的其中一種，含量為2 4wt%。進一步地，所述的樹脂選自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物的至少其中一種，含量為2 5wt%。進一步地，所述的增塑劑選自磷苯二甲酸正辛酯，磷苯二甲酸二甲酯，磷苯二甲酸二丁酯的其中一種。進一步地，所述的潤滑劑為硬脂酸，硬脂酸鋅的其中一種。進一步地，所述的不鏽鋼粉的平均粒度彡15nm。進一步地，所述的顆粒料，大小為Φ1. 5 3. 5mm，長度1 3mm。
3
將本發明製備的顆粒料投入到金屬注射成型機中，經注射成型，脫脂，燒結等過程後，即可得到具有複雜形狀的金屬注射產品。本發明製備的顆粒料，優化了粘結的成分組合和工序，提高了顆粒料的流動性，針對具有複雜形狀微型器件的金屬注射成型產品，利於產品在後續工藝保持形狀，提高了良品率。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員可以更清楚、準確的理解本發明的精神，下面對本發明的具體實施例做詳細說明。本發明所述的一種金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，包括如下步驟。步驟1 首先將原料中所有固狀物成分，所述的固狀物成分包含不鏽鋼粉末90 95wt %，混合粘結劑4 9wt %，潤滑劑0. 1 0. 5wt %，混合均勻；
本發明所述的混合粘結劑為蠟粉與樹脂的混合物；所述蠟粉選自石蠟，甘油棕櫚酸酯， 改性聚乙烯蠟的其中一種，含量為2 #t%。所述的樹脂選自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物的其中至少一種，含量為2 5wt%。所述的潤滑劑為硬脂酸，硬脂酸鋅的其中一種。本發明具體實施例中的不鏽鋼粉末，平均粒度< 15nm，可以採用多種牌號的不鏽鋼粉末，如:321、321H、316、316L、317 等。步驟2 將經步驟1處理的混合物與0. 1 0. 5wt%液態狀的增塑劑混合均勻並充分乾燥；
本發明所述的增塑劑選自磷苯二甲酸正辛酯，磷苯二甲酸二甲酯，磷苯二甲酸二丁酯的其中一種。步驟3 將經步驟2處理得到的混合物投入到二軸混練機或者密練機中，在 150°C 180°C的溫度下混練10 30min，並切割成顆粒料；
最後得到的顆粒料，大小為Φ 1. 5 3. 5mm,長度1 3mm。利用熔體流動速率測定儀，在負荷為^g，模具口 Φ 1. 183mm，溫度12(Tl80°C的條件下，測得其流動性為9. 5 9. 8g/10min。將本發明製備的顆粒料投入到金屬注射成型機中，經注射成型，脫脂，燒結等過程後，即可得到具有複雜形狀的金屬注射產品。本發明製備的顆粒料，優化了粘結的成分組合和工序，提高了顆粒料的流動性，針對具有複雜形狀微型器件的金屬注射成型產品，利於產品在後續工藝保持形狀，提高了良品率。實施例1
不鏽鋼粉末316L 9000g，石蠟400g，聚乙烯500g，硬脂酸鋅50g，D0P 50g。首先將不鏽鋼粉末，石蠟，聚乙烯，硬脂酸鋅利用混合機混合均勻，然後將增塑劑 DOP添加到混合物中，再次混合均勻後並乾燥。將乾燥後的混合物投入到二軸混練機中，在 1500C的溫度下混練10分鐘，後切割造粒，粒度大小為Φ 1. 5mm,長度2mm，利用熔體流動速率測定儀測得其流動性為9. 8g/10min。實施例2
不鏽鋼粉末316 9200g，甘油棕櫚酸酯200g，聚乙烯200g，聚苯乙烯300g，硬脂酸50g，DBP 50go首先將不鏽鋼粉末，甘油棕櫚酸酯，聚乙烯，聚苯乙烯，硬脂酸利用混合機混合均勻，然後將增塑劑DBP添加到混合物中，再次混合均勻後並乾燥。將乾燥後的混合物投入到密練機中，在180°C的溫度下混練30分鐘，後切割造粒，粒度大小為Φ 2. 5mm,長度3mm，利用熔體流動速率測定儀測得其流動性為9. 73g/10min。實施例3
不鏽鋼粉末321 9300g,改性聚乙烯酯200g，聚丙烯450g，硬脂酸20g，DMP 30g。首先將不鏽鋼粉末，改性聚乙烯酯，聚丙烯，硬脂酸利用混合機混合均勻，然後將增塑劑DMP添加到混合物中，再次混合均勻後並乾燥。將乾燥後的混合物投入到二軸混練機中，在170°C的溫度下混練15分鐘，後切割造粒，粒度大小為Φ 1. 5mm,長度2mm，利用熔體流動速率測定儀測得其流動性為9. 57g/10min。實施例4
不鏽鋼粉末316L 9400g，石蠟300g，聚乙烯150g，乙烯-乙酸乙烯共聚物100g，硬脂酸鋅 30g，D0P 20g。將不鏽鋼粉末，石蠟，聚乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物，硬脂酸鋅利用混合機混合均勻，然後將增塑劑DOP添加到混合物中，再次混合均勻後並乾燥。將乾燥後的混合物投入到密練機中，在180°C的溫度下混練25分鐘，後切割造粒，粒度大小為Φ 2. 5mm,長度2mm，利用熔體流動速率測定儀測得其流動性為9. 52g/10min。實施例5
不鏽鋼粉末316L 9370g，石蠟270g，聚乙烯330g，硬脂酸鋅10g, DOP 20g。將不鏽鋼粉末，石蠟，聚乙烯，硬脂酸鋅利用混合機混合均勻，然後將增塑劑DOP 添加到混合物中，再次混合均勻後並乾燥。將乾燥後的混合物投入到二軸混練機中，在 150°C的溫度下混練15分鐘，後切割造粒，粒度大小為Φ 1. 5mm，長度1. 5mm，利用熔體流動速率測定儀測得其流動性為9. 67g/10min。實施例6
不鏽鋼粉末317 9500g，甘油棕櫚酸酯200g，聚乙烯100g，聚苯乙烯150g，硬脂酸鋅 50g, DBP 50go首先將不鏽鋼粉末，甘油棕櫚酸酯，聚乙烯，硬脂酸鋅利用混合機混合均勻，然後將增塑劑DBP添加到混合物中，再次混合均勻後並乾燥。將乾燥後的混合物投入到二軸混練機中，在150°C的溫度下混練12分鐘，後切割造粒，粒度大小為Φ 2mm,長度2mm，利用熔體流動速率測定儀測得其流動性為9. 57g/10min。
權利要求
1.金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟步驟1 首先將原料中所有固狀物成分，所述的固狀物成分包含不鏽鋼粉末90 95wt %，混合粘結劑4 9wt %，潤滑劑0. 1 0. 5wt %，混合均勻；步驟2 將經步驟1處理的混合物與0. 1 0. 5wt%液態狀的增塑劑混合均勻並充分乾燥；步驟3 將經步驟2處理得到的混合物投入到二軸混練機或者密練機中，在150°C 180°C的溫度下混練10 30min，並切割成顆粒料。
2.如權利要求1所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於 步驟1中，所述的混合粘結劑為蠟粉與樹脂的混合物。
3.如權利要求2所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於 所述蠟粉選自石蠟，甘油棕櫚酸酯，改性聚乙烯蠟的其中一種，含量為2 %。
4.如權利要求2所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於 所述的樹脂選自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物的至少其中一種，含量為2 5wt%。
5.如權利要求1所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於所述的增塑劑選自鄰苯二甲酸正辛酯，鄰苯二甲酸二甲酯，鄰苯二甲酸二丁酯的其中一種。
6.如權利要求1所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於 所述的潤滑劑為硬脂酸，硬脂酸鋅的其中一種。
7.如權利要求1 6任一項權利要求所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於所述的不鏽鋼粉的平均粒度< 15 μ m。
8.如權利要求1 6任一項權利要求所述的金屬注射成型工藝用的顆粒料的製備方法，其特徵在於所述的顆粒料，大小為Φ 1. 5 3. 5mm,長度1 3mm。
全文摘要
本發明公開了一種製備金屬注射成型工藝用的顆粒料的方法，包括步驟1將原料中所有固狀物成分，所述的固狀物成分包含不鏽鋼粉末90～95wt％，混合粘結劑4～9wt％，潤滑劑0.1～0.5wt％，混合均勻；步驟2將經步驟1處理的混合物與0.1～0.5wt％液態狀的增塑劑混合均勻並充分乾燥；步驟3將經步驟2處理得到的混合物投入到二軸混練機或者密練機中，在150℃～180℃的溫度下混練10～30min，並切割成顆粒料。本發明優化了粘結的成分和工序，提高了顆粒料的流動性，利於具有複雜形狀微型器件的金屬注射成型產品在後續工藝保持形狀，提高了良品率。
文檔編號B22F1/00GK102528015SQ20101061696
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者周兆暖, 李綱, 郭曉燕 申請人:上海愛普生磁性器件有限公司, 北京中科三環高技術股份有限公司