粉末注射成型喂料制備方法及粉末注射成型生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粉末注射成型喂料制備方法及粉末注射成型生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末注射成型技術(shù)是一種將金屬或陶瓷粉末與粘結(jié)劑的混合料注射于模具型腔中的成形方法，它將成熟的現(xiàn)代聚合物注射成型與粉末冶金技術(shù)結(jié)合在一起，具有一次能成型出復(fù)雜形狀的工件、工件尺寸精度高、無需機(jī)械加工并且易于實(shí)現(xiàn)高效率自動化生產(chǎn)等長處，特別適用于大批量制造形狀復(fù)雜、高精密度、高性能材質(zhì)的小型機(jī)械零件，是一種先進(jìn)的零部件加工工藝，尤其是最近幾年來在通訊業(yè)及更多高科技行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為一個快速發(fā)展的新工藝領(lǐng)域。
[0003]粉末注射成型技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)在于添加的粘結(jié)劑的性能，其中一個重要性能是粘結(jié)劑脫除性能。由于粘結(jié)劑只是一個幫助實(shí)現(xiàn)成形的中間介質(zhì)，因此需要在隨后的工藝過程中能方便地將其去除。粘結(jié)劑的脫除是粉末注射成形技術(shù)的關(guān)鍵步驟，一方面脫脂技術(shù)本身會直接影響能否獲得無缺陷、無變形優(yōu)質(zhì)脫脂坯，從而極大影響最終燒結(jié)制品的品質(zhì)，另一方面脫脂是粉末注射成形生產(chǎn)中花費(fèi)時間最長最為緩慢的工序，對生產(chǎn)效率、能源消耗和產(chǎn)品成本影響很大。
[0004]目前用于粉末注射成型的粘結(jié)劑，一般包括蠟、聚乙烯和硬脂酸。具體組成和含量各有不同，相應(yīng)地，熱脫過程也各有不同，但基本都是先溶劑脫脂，再熱脫脂。這種脫脂過程較為復(fù)雜，且溶劑脫脂下，坯體在溶劑中容易產(chǎn)生溶脹，影響坯體質(zhì)量。且溶劑一般是選用三氯乙烯或者氯丙烷，這些溶劑通常有毒。另外，目前也有提出催化脫脂粘結(jié)劑，然而這種粘結(jié)劑的設(shè)備投入大，且粘結(jié)劑在酸性氣氛作用下發(fā)生分解，裂解產(chǎn)物也有毒，整體對環(huán)境危害較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種粉末注射成型喂料制備方法及粉末注射成型生產(chǎn)方法，將制備所得的喂料用于粉末注射成型生產(chǎn)，脫脂效率較高，脫脂過程簡單易控，且脫脂過程不會對坯體質(zhì)量造成影響，且清潔環(huán)保。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種粉末注射成型喂料制備方法，包括:
[0008]將按質(zhì)量百分比計算80?94%、優(yōu)選85?94%的成型用粉末投入到密煉機(jī)中進(jìn)行攪拌加熱，待粉末加熱至180?200°C時，加入按質(zhì)量百分比計算6?20 %、優(yōu)選6?15%的粘結(jié)劑組分，按照混煉溫度175?195°C繼續(xù)攪拌60?120min，優(yōu)選密煉機(jī)轉(zhuǎn)速10?30轉(zhuǎn)/min，得到混煉均勾的喂料；
[0009]其中所述粘結(jié)劑包括按質(zhì)量百分比計算的以下組分:5?10%的液體石蠟、5?15%的萘、15?20%的固體石蠟、10?20%的微晶蠟、15?20%的巴西棕櫚蠟、15?30%的第一高分子聚合物、10?20%的第二高分子聚合物以及I?5%的表面活性劑，其中所述第一高分子聚合物和所述第二高分子聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的任兩種。
[0010]優(yōu)選地:
[0011]所述表面活性劑為硬脂酸、油酸、硬脂酸鈣或硬脂酸鎂，所述成型用粉末為金屬粉末或陶瓷粉末。
[0012]所述方法還包括將所述混煉均勻的喂料通過造粒機(jī)得到顆粒喂料。
[0013]按質(zhì)量配比，所述成型用粉末為9.1kg的金屬粉末，所述粘結(jié)劑包括液體石蠟45g，硬脂酸45g，萘90g，固體石錯135g，微晶錯180g，巴西棕櫚錯90g，聚乙稀180g，聚丙稀135g0
[0014]進(jìn)一步地，先將所述金屬粉末投入密煉機(jī)中攪拌加熱，加熱至190°C時再加入所述粘結(jié)劑，按照混煉溫度180°C、轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/min繼續(xù)攪拌90min，得到所述混煉均勻的喂料。
[0015]按質(zhì)量配比，所述成型用粉末為8.5kg的氧化鋯陶瓷粉末，所述粘結(jié)劑包括液體石蠟75g，硬脂酸45g，萘225g，固體石蠟225g，微晶蠟180g，巴西棕櫚蠟225g，聚乙烯375g，聚丙烯150g。
[0016]進(jìn)一步地，先將所述氧化鋯陶瓷粉末投入密煉機(jī)中攪拌加熱，加熱至200°C時再加入所述粘結(jié)劑，按照混煉溫度190°C、轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/min繼續(xù)攪拌120min，得到所述混煉均勻的喂料。
[0017]按質(zhì)量配比，所述成型用粉末為8.8kg的金屬粉末，所述粘結(jié)劑包括液體石蠟120g，硬脂酸12g，萘60g，固體石錯180g，微晶錯168g，巴西棕櫚錯240g，聚乙稀180g，聚丙烯 240go
[0018]進(jìn)一步地，先將所述金屬粉末投入密煉機(jī)中攪拌加熱，加熱至200°C時再加入所述粘結(jié)劑，按照混煉溫度175°C、轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/min繼續(xù)攪拌60min，得到所述混煉均勻的喂料。
[0019]另一方面，一種粉末注射成型生產(chǎn)方法，包括:
[0020]注射成型:通過注射機(jī)器將由所述粉末注射成型喂料制備方法制備得到的喂料經(jīng)壓力作用充入型腔，得到生坯；
[0021]脫脂燒結(jié):將注射成型得到的生坯放入燒結(jié)爐，優(yōu)選以2?5°C /min升溫速度升溫至適當(dāng)溫度以脫除粘結(jié)劑的，然后再升溫至材質(zhì)燒結(jié)溫度實(shí)現(xiàn)坯體致密化，得到成品。
[0022]又一方面，一種粉末注射成型生產(chǎn)方法，包括:
[0023]喂料制備:將按質(zhì)量百分比計算80?94%、優(yōu)選85?94%的成型用粉末投入到密煉機(jī)中攪拌加熱，加入按質(zhì)量百分比計算6?20%、優(yōu)選6?15%的粘結(jié)劑組分，按照混煉溫度175?195°C混煉60?120min，得到混煉均勻的喂料；
[0024]其中所述粘結(jié)劑包括按質(zhì)量百分比計算的以下組分:5?10%的液體石蠟、5?15%的萘、15?20%的固體石蠟、10?20%的微晶蠟、15?20%的巴西棕櫚蠟、15?30%的第一高分子聚合物、10?20%的第二高分子聚合物以及I?5%的表面活性劑，其中所述第一高分子聚合物和所述第二高分子聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的任兩種；
[0025]注射成型:通過注射機(jī)器將喂料經(jīng)壓力作用充入型腔，得到生坯；
[0026]脫脂燒結(jié):將注射成型得到生坯放入燒結(jié)爐，以2?5°C /min升溫速度升溫至適當(dāng)溫度以脫除粘結(jié)劑，然后再升溫至材質(zhì)燒結(jié)溫度實(shí)現(xiàn)坯體致密化，得到成品。
[0027]優(yōu)選地:
[0028]所述表面活性劑為硬脂酸、油酸、硬脂酸鈣或硬脂酸鎂，所述成型用粉末為金屬粉末或陶瓷粉末。
[0029]所述方法包括在注射成型前將所述混煉均勻的喂料通過造粒機(jī)得到顆粒喂料。
[0030]按質(zhì)量配比，所述成型用粉末為9.1kg的金屬粉末，所述粘結(jié)劑包括液體石蠟45g，硬脂酸45g，萘90g，固體石錯135g，微晶錯180g，巴西棕櫚錯90g，聚乙稀180g，聚丙稀135g0
[0031]進(jìn)一步地，所述喂料制備的步驟中，先將所述金屬粉末投入密煉機(jī)中攪拌加熱，加熱至190°C時再加入所述粘結(jié)劑，按照混煉溫度180°C、轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/min繼續(xù)攪拌90min，得到所述混煉均勻的喂料；
[0032]所述脫脂燒結(jié)的步驟中:在燒結(jié)爐內(nèi)抽真空并通入保護(hù)氣氛，以5°C /min升溫速度升至600°C，然后再以10°C /min升溫至1380°C并持溫120min。
[0033]按質(zhì)量配比，所述成型用粉末為8.8kg的金屬粉末，所述粘結(jié)劑包括液體石蠟120g，硬脂酸12g，萘60g，固體石錯180g，微晶錯168g，巴西棕櫚錯240g，聚乙稀180g，聚丙烯 240go
[0034]進(jìn)一步地，所述喂料制備的步驟中，先將所述金屬粉末投入密煉機(jī)中攪拌加熱，加熱