[發明專利]一種金屬粉末注射成形用粘結劑

在審

• 申請號: 201611146007.X
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN107335807A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 劉兵;陳慧;敬小龍;朱建勇
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院;重慶地恩科技開發有限責任公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬成型添加劑領域，具體涉及一種金屬粉末注射成形用粘結劑。

背景技術

金屬粉末注射成型技術(MIM)是成形小微型和異形復雜零部件的特殊近凈成形技術。粉末注射成形技術使用的原材料即喂料是由金屬或陶瓷粉末和粘結劑配制而成的在一定溫度下具有一定流動性和成形型的混合物。在粉末注射成型的喂料組成中，粘結劑的種類和構成直接影響到密煉、成型、脫脂等工藝，從而影響到燒結制品的致密度、微觀結構、尺寸精度、力學性能等。因此，粘結劑的配置和添加是粉末注射成型喂料制備的關鍵核心技術。

粉末注射成型過程中，由于注射系統和進膠系統會留存大量的喂料，使得喂料將被重復使用。而粘結劑在注射成型過程中由于高溫和注射壓力作用，將會降解和熱疲勞，降低喂料的流動性和成型性，使注射成型產品產生流紋、邊角缺料、密度分布不均勻、變形嚴重等缺陷，并減少喂料的重復使用次數，增加生產成本，并減少喂料的重復使用次數，增加生產成本。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種降低粘結劑在注射成型過程中的降解和熱疲勞、提高產品質量、增加喂料的重復使用次數、降低生產成本的金屬粉末注射成形用粘結劑。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種金屬粉末注射成形用粘結劑包括如下重量份：石蠟50-95份、高密度聚乙烯1-15份、硬脂酸或硬脂酸衍生物1-10份、多元醇1-10份。

本發明的粘結劑不含有金屬元素，經脫脂工藝后，能被完全脫出，不改變燒結制品的成分組元和性能。可以被用于金屬、陶瓷、金屬和陶瓷復合等球形或不規則形狀固體粉末的喂料制備。配方中硬脂酸及其衍生物作用是潤滑作用，減小喂料與模具內表面的摩擦，便于成型和脫膜；石蠟為喂料填充物，改善喂料在成型時的流動性；高密度聚乙烯為喂料的骨架組元，提高注射成型生坯的強度。本發明的粘結劑不含有金屬元素，經脫脂工藝后，能被完全脫出，不改變燒結制品的成分組元和性能。可以被用于金屬、陶瓷、金屬和陶瓷復合等球形或不規則形狀固體粉末的喂料制備。通過本發明配方制備的粘結劑能夠提高固體粉末的裝載量，并且殘留量少，能使得產品重復利用10次以上，制備的成型產品的廢品率大大降低。

配方中各組分的固體粉末狀可以在室溫下直接攪拌混合均勻，也可以將各組元在熔融狀態下通過密煉機攪拌混合均勻，然后根據需要制備出相應粒度大小的顆粒；還可以將各組元在熔融狀態下直接與金屬粉末通過密煉機攪拌混合均勻，然后根據需要制備出相應粒度大小的顆粒。

進一步優選的，上述金屬粉末注射成形用粘結劑包括如下重量份：石蠟60-80份、高密度聚乙烯5-10份、硬脂酸或硬脂酸衍生物2-8份、多元醇2-8份。

進一步優選的，上述金屬粉末注射成形用粘結劑包括如下重量份：石蠟70份、高密度聚乙烯8份、硬脂酸或硬脂酸衍生物6份、多元醇6份。

進一步的，上述金屬粉末注射成形用粘結劑中所述多元醇為季戊四醇、甘油、三羥甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種混合。

現有技術中多采用苯甲酸酯或鄰苯二甲醋二丁酯等作為粘結劑添加劑，因其能改善粘結劑與金屬粉末的相容效果，改善喂料密煉過程混勻和生坯質量穩定性。而這些添加劑均為非水溶性物質，在生產過程中及后處理處置費用高、環境友好性較差，并且制備和處理設備對于例如水霧化金屬粉末等含水工藝較難有機結合。本發明所添加的多元醇均屬水溶性物質，并且在與其它組分配伍時使得體系流動性能更佳，脫粘步驟更容易，從而使得產品的廢品率大大降低，產品重復利用次數增加。更進一步優選的，所述多元醇為三羥甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種混合。采用此優選配方及配比可以使得制得的粘結劑在使用時喂料的重復使用次數提高、產品廢品率進一步降低。

進一步的，上述金屬粉末注射成形用粘結劑中所述硬脂酸衍生物為硬脂酸金屬鹽、硬脂酸稀土鹽、硬脂酸苯甲酰甲烷、硬脂酸季四戊醇酯中的一種或幾種混合。

采用本發明配方配制的粘結劑喂料，固體粉末體積裝載量可達50-70％，能有效控制材料的燒結收縮率，對材料的尺寸精度控制范圍可以達到0.2-1％，重復使用次數達到10次以上，降低產品廢品率，對于冷流道注射成形工藝異常有用，冷流道注射成型工藝即MIM的一種，指注射成型時喂料從注射口到模具型腔之間的流道的溫度低于喂料熔點，但是一般高于室溫。本發明能有效減少原材料的后續處理，降低生產過程成本。

具體實施方式