[發明專利]用于粉末注射成型的復合粘結劑、制備及應用方法

有效

• 申請號: 201610425932.X
• 申請日: 2016-06-14
• 公開（公告）號: CN105860886B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 倪江利;郭洪霞;黃文娟
• 申請（專利權）人: 安徽三聯學院
• 主分類號: C09J133/26
• 分類號: C09J133/26;C09J123/12;C09J191/06;C09J11/08;C09J11/06;B22F1/00;B22F3/22
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及粉末注射成型粘結劑技術領域，具體涉及一種用于粉末注射成型的復合粘結劑、制備及應用方法。

背景技術

粉末注射成型(簡稱MIM)是將現代塑料注射成型技術引入粉末冶金領域而形成的一門新型粉末冶金近凈成型技術。它具有一次性成形復雜形狀制品、產品尺寸精度高、無需機械加工或只需微量加工、制備成本低等優點，且可成型復雜形狀，比如帶有橫孔、斜孔、凹凸面、螺紋、薄壁、難以切削加工的陶瓷和金屬異形件，有著廣泛的應用前景。該技術作為產品生產加工的四大方法之一，是近年來粉末冶金學科和工業領域中發展十分迅猛的一項高新技術，越來越受到重視，各國、各廠家都開始加大這方面的研發和投入。

粘結劑是MIM技術的靈魂，其加入與脫除是MIM的關鍵技術。粘結劑具有兩個最基本的功能：增強流動與維持形狀，粘結劑的加入增強了粉末的流動性，使得粉末在注射壓力下能充填復雜形狀的模腔；

粉末的流動性增強后，在充填模控過程中，其壓力梯度減小，密度分布就會更均勻，這對最終產品的組織均勻性有利；坯塊的結構及密度均勻，使以后的脫脂和燒結過程中收縮也均勻，這樣不但有利于保持坯塊的復雜幾何形狀，也有利于尺寸公差的控制，這是制備形狀復雜、少切削零件的關鍵。脫脂工藝是粉末注射成型技術的重要步驟，它會影響坯件的質量，同時花費的時間最長，對生產效率有著很大的影響。目前，常用的脫脂方法包括溶劑脫脂、熱脫脂和催化脫脂。而現有的粘結劑在溶劑脫脂過程中，大厚度試樣極易發生溶脹開裂。若采用直接熱脫脂，熱脫脂的過程十分漫長，脫脂時間長達幾十個小時，甚至達到上百個小時，耗時長，由于大厚度試樣中的分解氣體無法順利逸出，在坯體內產生較大的應力，導致鼓泡和開裂等缺陷，并且脫脂階段產生的缺陷不能在燒結階段消除；溶劑脫脂相對于熱脫脂脫脂時間大大縮短，但是坯體在有機溶劑里容易產生溶脹，影響坯樣的質量；催化脫脂一方面其成本過高，另一方面，在酸性條件下催化脫除會腐蝕大部分的金屬，限制其不能與耐酸性較弱的金屬粉末注射成型上廣泛應用。

因此，開發一種提高粉末注射成型產品成品率的粘結劑，是現代粉末注射成型技術發展的關鍵所在。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術不足，本發明提供一種用于粉末注射成型的復合粘結劑、制備及應用方法，該粘結劑為熱塑性與熱固性體系相結合的復合粘結劑，克服常規粘結劑熱脫脂時間過長的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種用于粉末注射成型的復合粘結劑，所述復合粘結劑的加工原料包括以下重量百分比的成分：糠醇10-20％、三羥甲基丙烷3-10％、聚丙烯10-20％、鄰羥基苯甲酸1-4％、聚丙烯酰胺20-35％、棕櫚蠟8-25％、微晶蠟10-18％、環氧大豆油1-3％。

優選的，所述的用于粉末注射成型的復合粘結劑的加工原料包括以下重量百分比的成分：糠醇11-18％、三羥甲基丙烷4-10％、聚丙烯12-20％、鄰羥基苯甲酸2-3％、聚丙烯酰胺22-33％、棕櫚蠟10-22％、微晶蠟12-16％、環氧大豆油1.5-2.8％。

優選的，所述的用于粉末注射成型的復合粘結劑的加工原料包括以下重量百分比的成分：糠醇15％、三羥甲基丙烷5％、聚丙烯16％、鄰羥基苯甲酸3％、聚丙烯酰胺27％、棕櫚蠟17％、微晶蠟15％、環氧大豆油2％。

優選的，所述的用于粉末注射成型的復合粘結劑的加工原料還包括以下重量百分比的成分：聚乙烯10-15％、硼酸1-5％、水4-5％。

優選的，所述聚乙烯為低密度聚乙烯。

一種用于粉末注射成型的復合粘結劑的制備方法，包括以下步驟：將各原料按配比量放入密煉機中混煉，混煉時間為25-35min，混煉溫度為110-130℃，混煉速度為30-50r/min。

一種復合粘結劑的應用方法，包括如下步驟：

S1、將復合粘結劑與金屬或陶瓷粉末混合得到混合喂料；

S2、將所述混合喂料置于注射機中，在溫度140-150℃注射成型得到坯體；

S3、將步驟S2制得的坯體置于溫度為100-130℃、還原氣氛為180-300mol/h的脫脂爐內脫脂4-10h，再進行燒結得到成品。

優選的，步驟S3所述還原氣氛為NH₃氣氛、H₂氣氛或甲烷氣氛中的一種。

優選的，步驟S3所述脫脂爐內的溫度為110-125℃、還原氣氛為190-260mol/h。

(三)有益效果