[發明專利]一種注射成形制備大面積薄壁件的方法

在審

• 申請號: 202010066573.X
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111136275A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 蘇紹華;王浩;鄔均文;王明喜
• 申請（專利權）人: 江蘇精研科技股份有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F3/10;B22F1/00;C04B35/622;C04B35/48
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 周浩杰

本發明涉及一種注射成形制備大面積薄壁件的方法，包括如下步驟：A、喂料制備；B、注射：將喂料加入注射機的料筒，通過注射機將熔融的喂料充填模具的型腔，然后冷卻脫模得到注坯；其中模具的型腔的溫度通過急冷急系統進行如下控制：在填充過程中，模具溫度與注射機的出料溫度保持一致；填充完成后，模具溫度快速降至脫模溫度；C、催化脫脂：將注坯進行催化脫脂，獲得脫脂坯；D、燒結。本發明可以在喂料填充過程中，快速把模具加熱到和喂料一樣的溫度，保證喂料可以填充更遠的距離；填充完成后，為了能夠保證產品具有足夠的強度且便于脫模，需要快速把模具冷卻下來。從而讓制備大面積的薄壁產品，甚至制備膜材都成為可能。

技術領域

本發明涉及粉末注射成型，特別涉及一種注射成形制備大面積薄壁件的方法。

背景技術

粉末注射成形是一門新型粉末冶金近凈形成型技術，可用來大批量生產高密度、高精度、三維復雜形狀的結構零件。但該工藝在產品設計時具有一些缺陷，即不能生產大面積且壁厚較薄的產品。因為傳統的注射成形過程中，模具通常被加熱到100-130℃，喂料在模具型腔中填充時會逐漸冷卻，導致喂料的流動距離有限，且壁厚越薄，越難填充。所以粉末注射成形的產品通常壁厚≥0.3mm，面積≤20cm2。

隨著終端產品對功能和外觀要求的提高，越來越多的結構件需要有較薄的厚度，以及較大的面積，而現有的粉末注射成形工藝和設備無法滿足生產要求。特別是制備壁厚小于0.3mm，面積大于等于50cm²的工件，現有的粉末注射成形工藝更加無法達到要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種注射成形制備大面積薄壁件的方法，該方法能夠

實現本發明目的的技術方案是：本發明包括如下步驟：

A、喂料制備：將粉末與粘結劑按一定比例混合，經過混煉和造粒，制備出喂料；

B、注射：將喂料加入注射機的料筒，通過注射機將熔融的喂料填充模具的型腔，然后冷卻脫模得到注坯；其中模具的型腔的溫度通過急冷急熱系統進行如下控制：在填充過程中，模具的型腔的溫度與注射機的出料溫度保持一致；填充完成后，模具的型腔的溫度快速降至脫模溫度；

C、催化脫脂：將注坯進行催化脫脂，獲得脫脂坯；

D、燒結：將脫脂坯在燒結爐中燒結，最后獲得成品。

上述步驟A中的粉末是任意適用于注射成形工藝的陶瓷粉末或者金屬粉末。

上述步驟A中的粘結劑為POM體系。

上述步驟A中粉末與粘結劑比例為：當粉末為金屬粉末時，金屬粉末與粘結劑比例為(8.5～9.2):1；當粉末為陶瓷粉末時，陶瓷粉末與粘結劑比例為(7.5～8.5):1。

上述步驟C為將注坯在110±10℃溫度下，采用濃度≥98％的硝酸進行催化脫除粘結劑，獲得脫脂坯。

上述急冷急熱系統包括高頻加熱裝置和液氮冷卻裝置；所述高頻加熱裝置包括交流電控制器和閉合感應線圈；所述液氮冷卻裝置包括液氮源、氣化裝置、進氣管和出氣管；模具內設有冷道；所述閉合感應線圈埋設在模具內，且圍設在型腔的外部；所述閉合感應線圈與交流電控制器電連接；所述液氮源與氣化裝置的入口連接，氣化裝置的出口與進氣管的一端連接相通，進氣管的另一端與冷道的一端連接相通，冷道的另一端與出氣管的一端連接，出氣管的另一端直接連通室外環境。

為了保證，冷卻效率，冷道圍繞著型腔設置。

高頻加熱裝置的工作原理為：當閉合感應線圈內流過交流電，就會在周圍產生變化的磁場，由于模具材料是鋼，屬于鐵磁性物質，所以變化的磁場會在模具中產生渦流，從而使其發熱。由于集膚效應的存在，產生熱量的絕大部分會集中在模具表層，可以使模具表層溫度急劇上升，達到快速加熱型腔的作用，通過調節交流電的頻率及閉合感應線圈的匝數來調節加熱效率。