[發明專利]金屬粉末一次注射成型風扇及其制備方法

有效

• 申請號: 201310196600.5
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103317139A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 王明喜
• 申請（專利權）人: 常州精研科技有限公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F3/22
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術領域

本發明涉及金屬粉末注射成型領域，特別是涉及一種金屬粉末一次注射成型風扇及其制備方法。

背景技術

散熱問題一直是輕薄型電子信息產品（如筆記本電腦、平板電腦等）最大的技術瓶頸之一，散熱好壞關系到產品運行的穩定程度和整機使用壽命，因此散熱問題是其產品設計中的重要環節。

例如筆記本電腦，由于其體積比較小，發熱元件集中，散熱設計有相當大的難度，正常使用時普通CPU的表面溫度在50攝氏度以上，而內部更是高達80度甚至上百度。目前采用的風冷式散熱器普遍使用的是塑膠風扇扇葉，其在散熱工作過程中主要有如下兩大缺陷：

第一，塑膠材質的扇葉其本身不能散熱，在有限空間里加快散熱的手段只能通過提高其轉速來加快空氣流通，但這一的后果是導致噪音并減少了風扇壽命；

第二，塑膠材質的扇葉長時間在50℃—100℃之間工作會導致風扇扇葉受熱變形，導致其動平衡失效，產生噪聲和加速軸承磨損，使得散熱效果下降，以致影響產品的性能和壽命，嚴重情況下可致工作元件高溫異常并燒毀。

之所以采用塑膠材質的扇葉，是因為目前還沒有金屬材質的整體成型扇葉可以替代。少量定位高端產品的內部風扇扇葉采用金屬材質制造，但由于采用多個單葉葉片焊接連接的制造方法而成，雖然散熱效果得到了改善，但大批量、快速生產存在困難，生產成本很高。

目前，電子產品日益輕薄，對散熱系統提出了更高的要求，金屬風扇整體扇葉的制造發明對滿足產品設計要求提供了最快的實現可能性。

金屬粉末注射成型是近年來在國際上迅速發展的一項新的成型技術，其優勢在于能夠形成復雜形狀的小型金屬零部件，且制品各個部位密度均勻，性能優異。

金屬粉末注射成型的工藝流程為將微細的金屬粉末與有機粘結劑均勻混合成為具有流變性的物質，采用先進的注射機注入具有零件形狀的模腔形成坯件，隨后通過脫除粘結劑并經燒結，使其高度致密成為金屬制品。

我公司通過研究風扇扇葉的結構特點，結合金屬粉末注射成型的工藝基礎，采用了獨特的粘結劑配方及脫脂燒結工藝，發明制造出了金屬風扇整體扇葉。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種金屬粉末一次注射成型風扇及其制備方法，能夠實現大批量快速制造結構復雜和耐溫性能好的金屬風扇整體扇葉，散熱性能良好，耐工作溫度高，延長了風扇壽命，具有極強的市場競爭力。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種金屬粉末一次注射成型風扇的制備方法，包括如下步驟：

（a）混料：將金屬粉末放入混料設備中混合并預熱，然后放入粘結劑均勻混煉2~3小時，得混合物料；

（b）模具制造：對金屬風扇的模具進行設計制造，形成具有金屬風扇形狀的模具型腔；

（c）注射成型：將混合物料注入注塑成型機的料筒中，然后通過注射成型機的噴嘴注入到金屬風扇的模具型腔中得到毛坯件；

（d）脫脂：將毛坯件在容器中升溫至60~150℃，并恒溫保持1~3小時，脫除粘結劑，獲得了金屬風扇的粗品件；

（e）燒結成型：將脫脂后的粗品件放置在高溫燒結爐中，逐步升溫至1200~1400℃，并保溫1~6小時，然后冷卻至室溫，得到了一體成型的金屬風扇。

在本發明一個較佳實施例中，所述粘結劑占混合物料的重量百分比為8~20%。

在本發明一個較佳實施例中，所述粘結劑及其重量份數為：聚甲醛80~90、聚乙烯5~15、乙烯-醋酸乙烯共聚物3~10、硬脂酸或硬脂酸鋅2~8。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（a）中，金屬粉末與粘結劑的混合溫度為?150~200℃。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（c）中，料筒的溫度控制在?150~200℃，噴嘴的溫度控制在?150~200℃，模具型腔中溫度控制在?80~130℃，所述噴嘴的注塑速度為50~100g/s，所述注塑過程的壓力控制在70~120MPa。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（d）中，升溫速度為5~15℃/min。

在本發明一個較佳實施例中，所述步驟（e）中，高溫燒結爐的升溫速度為5~15℃/min。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種金屬粉末一次注射成型風扇，包括：輪轂、呈放射狀環設在輪轂上的多個風扇葉片以及用于連接風扇葉片的輪盤，所述風扇葉片從輪轂的邊緣部分延伸至輪盤上，所述多個風扇葉片呈整體式連接并與輪轂和輪盤成型為一體。