[發(fā)明專利]一種基于表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉末的注射成型喂料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910026404.0
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109465454B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周正發(fā);金哲生;田軼文;徐衛(wèi)兵;馬海紅;任鳳梅;陳正渠
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F1/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明涉及一種基于表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉末的注射成型喂料及其制備方法。制備表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉、帶羧基官能團(tuán)的聚合物、石蠟、催化劑在混合制備注射成型喂料過程中，環(huán)氧官能團(tuán)與羧基官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)不銹鋼粉末與粘結(jié)劑之間產(chǎn)生化學(xué)鍵連接，有效提高兩相間的界面結(jié)合力。得到粉末裝載量提升、流動(dòng)性改善、強(qiáng)度增加、不銹鋼粉末分散均勻的喂料。喂料的粉末裝載量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92?94.2%，熔融指數(shù)為55?69.6g/10min，彎曲模量為1622?3204MPa。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬粉末注射成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于金屬粉末注射成型的一種不銹鋼粉末與粘結(jié)劑以化學(xué)鍵連接的喂料及制備方法。

背景技術(shù)

近年來手機(jī)、電腦、醫(yī)用療用品、手表、儀器設(shè)備、軍工等領(lǐng)域?qū)?xì)零件的需求不斷增加。金屬產(chǎn)品的傳統(tǒng)制備方式存在精度差、成本高、技術(shù)復(fù)雜等原因，而金屬粉末注射成型技術(shù)（MIM）生產(chǎn)的產(chǎn)品成本低、精度高，并可以一次性成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，受到越來越多研發(fā)人員的關(guān)注，具有廣闊的發(fā)展前景。金屬粉末注射成型過程中，為了使粉末可以更好的填充模具、減少坯體內(nèi)部孔隙，必須提高喂料的流動(dòng)性能與均勻性，提高粉末裝載量可以有效的提升產(chǎn)品的尺寸精度。

現(xiàn)有的技術(shù)多致力于改變注射成型中粘結(jié)劑本身，以及使用不同粒徑粉體與多種粉體混合，提高粉末裝載量和喂料的流動(dòng)，但從粉末注塑成型粉體表面接觸原理上的研究較少。往往會出現(xiàn)如坯體強(qiáng)度不高（通常彎曲強(qiáng)度低于20MPa、彎曲模量低于700MPa）、均一性差且流動(dòng)性差（熔融指數(shù)在190℃，5KG條件下≤40g/10min）等問題，具體表現(xiàn)為斷裂、鼓泡、空洞、殘缺、裂痕等現(xiàn)象。而提高粉末與粘結(jié)劑之間相互作用，可以有效的提高提高粉末裝載量，從而提升產(chǎn)品精度、成品率以及產(chǎn)品最終質(zhì)量。由于坯體的裝載量高于粉末臨界裝載量會帶來變形、塌陷、空洞等問題；且超過粉末臨界裝載量會使喂料的粘度直線上升，喂料流動(dòng)性差或失去流動(dòng)性，產(chǎn)品易出現(xiàn)缺陷且次品率高。國內(nèi)許多MIM廠家的喂料粉末裝載量通常體積比會低于60%（即質(zhì)量比通常低于92%），例如有文獻(xiàn)記載使用630不銹鋼（即17-4PH不銹鋼）、石蠟、聚乙烯、硬脂酸作為粘結(jié)劑所確定不銹鋼粉末臨界裝載量體積分?jǐn)?shù)為54.54%，根據(jù)已公開專利有人使用310不銹鋼、304不銹鋼等制備了不銹鋼粉末質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90-92%，粘結(jié)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-10%的喂料。

發(fā)明內(nèi)容

為了進(jìn)一步提高金屬粉末注射成型的成品率以及產(chǎn)品最終質(zhì)量，本發(fā)明提供一種基于不銹鋼粉末的金屬粉末注射成型喂料及其制備方法。

一種基于表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉末的注射成型喂料，將93-95份表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉末、2.5-3.5份帶羧基官能團(tuán)聚合物、2.5-3.5份石蠟、0.1-0.2份催化劑混合均勻，經(jīng)溫度110-130℃條件下密煉，得到用于金屬粉末注射成型的注射成型喂料，所述份為質(zhì)量份。表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉末的裝載量質(zhì)量比為92.1-94.2%（裝載量體積比為60～66%）、熔融指數(shù)為55～69.6g/10min（190℃、5kg）；所述喂料制成的坯體的彎曲模量為1622～3204Mpa。

所述帶羧基官能團(tuán)聚合物為聚乙烯接枝馬來酸、乙烯-乙酸乙酯共聚物接枝馬來酸、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物中的一種；其中聚乙烯接枝馬來酸和乙烯-乙酸乙酯共聚物接枝馬來酸密度均為0.94±0.05g/cm³，無色透明顆?；虬咨w粒；甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物和丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物密度均為1.07±0.05g/cm³，無色透明顆粒。

所述催化劑為N,N-二甲基芐胺、N,N-二乙基芐胺、三乙胺、三乙醇胺的一種。

所述石蠟為高密度聚乙烯蠟，密度為0.93±0.05g/cm³。

一種表面帶環(huán)氧官能團(tuán)的不銹鋼粉末的制備方法的操作步驟如下：