CN101797645A - 一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法 - Google Patents

一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101797645A
CN101797645A CN 201010143849 CN201010143849A CN101797645A CN 101797645 A CN101797645 A CN 101797645A CN 201010143849 CN201010143849 CN 201010143849 CN 201010143849 A CN201010143849 A CN 201010143849A CN 101797645 A CN101797645 A CN 101797645A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
injection molding
binder
density polyethylene
binding agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010143849
Other languages
English (en)
Other versions
CN101797645B (zh
Inventor
夏卿坤
刘煜
肖燕芳
张昊
何浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha University
Original Assignee
Changsha University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha University filed Critical Changsha University
Priority to CN 201010143849 priority Critical patent/CN101797645B/zh
Publication of CN101797645A publication Critical patent/CN101797645A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101797645B publication Critical patent/CN101797645B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法，该粘结剂由以下质量百分比含量组分组成：工业石蜡15-25％、巴西蜡20-30％、高密度聚乙烯15-32％、低密度聚乙烯10-20％、植物油5-20％、硬脂酸1-7％。粘结剂与金属粉末按体积比50～58∶50～42混合后注射成形、脱脂、烧结后可得微型金属零件。该粘结剂粘度较低但有足够的强度，有较好的充模能力与生坯稳定性；利于微注射成形的流动性并避免生坯件脱模时的损坏；注射坯密度均匀；通过低温与低加热速度的热脱粘，可制造出无裂纹、无变形的脱粘微型金属零件。

Description

一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及金属粉末微注射成形领域专用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用的方法。
背景技术
金属粉末微注射成形(uMIM)是在金属粉末注射成形的基础上发展的一项新的成形技术，其注射成形产品尺寸一般为亚毫米级甚至微米级，重量一般为2克以下，最小可达到0.02克。目前金属微尺度注射成形的生产存在废品率较高、易变形、尺寸精度不稳定的缺点，严重制约了金属微尺度注射成形技术的产业化规模和应用范围，造成这种情况的一个重要的原因是现有粘结剂的问题。现有的国内目前普遍使用的蜡基体系的粘结剂配方主要是用于常规尺寸的金属注射成形。对于常规金属粉末喂料，最为常用的是石蜡-聚合物系，主粘结剂为PW，辅助粘结剂为HDPE、EVA、PP、PA、PEA等，助剂为硬脂酸SA。这种粘结剂配方通常有较好的流变学性能，在注射工艺条件下粘度较低，流动性好。但这种粘结剂体系生坯强度低，且由于PW从注射温度降到室温过程会发生相转变，体积收缩大，造成生坯密度不均，废品率高，烧结产品尺寸精度差，无法满足金属粉末微注射成形领域。目前这方面的粘结剂主要依靠进口，成本很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法；该粘结剂粘度较低但有足够的强度，有较好的充模能力与生坯稳定性；利于微注射成形的流动性并避免生坯件脱模时的损坏；注射坯密度均匀；通过低温与低加热速度的热脱粘，可制造出无裂纹、无变形的脱粘微型金属零件。
本发明主要是研制出一种专用于粉末微注射成形用的粘结剂，其成分中具有工业石蜡、巴西蜡、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、植物油和硬脂酸，其质量百分比含量分别为工业石蜡15-25％、巴西蜡20-30％、高密度聚乙烯15-32％、低密度聚乙烯10-20％、植物油5-20%、硬脂酸1-7％。优选工业石蜡20％、巴西蜡25％、高密度聚乙烯24％、低密度聚乙烯15％、植物油13％、硬脂酸3％。
该粘结剂的应用方法如下：
1)混合：将粘结剂置叶片式混料机中，在140℃-160℃温度下混合1小时；加入金属粉末后在混料机中，在150℃-170℃温度下混合2小时；所述的粘结剂与金属粉末体积比为50～58∶50～42；
2)注射成形：将上述混料置于柱塞式微型注射成形机内，以注射温度145℃～170℃，模温50℃～70℃条件下，注射成型；
3)脱脂：首先将注射成型的坯件置二氯甲烷中，溶解石蜡和植物油组分；然后在氩气气氛中，以10℃/min速度加热至300℃，然后以15℃/min的速度加热至720℃进行热脱脂；
4)烧结：将脱脂后的坯件在真空烧结炉内进行，真空度为10-3Pa，以速率4℃/min升温至525℃，以速率10℃/min升温至烧结温度1050℃～1350℃，保温3～5h，最后随炉冷却至室温，可得微型金属零件。
由于金属粉末微注射成形主要用1～5um的超细粉，粉末表面/体积之比增大，因此需要粘度较低但有足够强度的粘结剂，以利微注射成形的流动性并避免生坯件脱模时损坏。相对于以往常规采用单组分主粘结剂和单组分辅助粘结剂不同，本发明特点是采用了熔点不同的复合主粘结剂和辅助粘结剂，这样使得在脱脂、烧结过程中，由于组分熔点不同，(工业石蜡熔点57～63℃，巴西蜡熔点82～85℃，高密度聚乙烯熔点范围为132-135℃，低密度聚乙烯熔点为112℃。)脱脂和烧结在不同的温度段分步分阶段进行，最大程度减小了脱脂和烧结过程的变形，保持了注射坯的形状。复合主粘结剂采用工业石蜡+巴西蜡，具有较好的流动性，有助于填充复杂型腔。辅助粘结剂采用高密度聚乙烯+低密度聚乙烯，起到骨架作用，维持脱脂保形性。表面活性剂采用植物油和硬脂酸，可用于改善粉末和粘结剂的兼容性，克服了金属粉末微注射成形注射成形时液固相易分离，注射坯密度不均匀的缺点。同时，当填料(即金属粉末)为颗粒直径不超过5um的超细17-PH粉时，并在较高的剪切率下，本发明体系的粘度低于其他商用粘结剂与填料混合体系的粘度。因此，在160～170℃成形温度下，这种注射料有较好的充模能力与生坯稳定性；可制造出无裂纹、无变形的脱粘微型金属零件。由于脱粘粉末注射成形零件的孔隙度高，烧结中的线性收缩约15％～20％，精度约±0.5％。
附图说明
图1为采用以往粘结剂制备的钳头的外观；
图2为采用本发明实施例1粘结剂制备的钳头的外观；
图3为采用以往粘结剂制备的钳头的钳刃口部分的扫描电镜图；
图4为采用本发明实施例1粘结剂制备的钳头的钳刃口部分的扫描电镜图；
图5为采用以往粘结剂制备的钳头的钳刃口部分的金相电镜图；
图6为采用本发明实施例1粘结剂制备的钳头的钳刃口部分的金相电镜图；
图7为采用以往粘结剂制备的钳头的前刃口的变形检测图；
图8为采用本发明实施例1粘结剂制备的钳头的前刃口的变形检测图；
图9为采用以往粘结剂的装配效果图；
图10为采用本发明实施例1粘结剂的装配效果图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明，而非限制本发明。
实施例1：
按质量百分比含量分别为组分的重量百分比为：工业石蜡20％、巴西蜡25％、高密度聚乙烯24％、低密度聚乙烯15％、植物油13％、硬脂酸3％。粘结剂与原料粉末按体积比54∶46备料。
1)混合：将粘结剂置叶片式混料机中，在150℃温度下混合1小时；加入金属粉末后在混料机中，在160℃温度下混合2小时；
2)注射成形：将上述混料置于柱塞式微型注射成形机内，以注射温度150℃，模温60℃条件下，注射成型；
3)脱脂：首先将注射成型的坯件置二氯甲烷中，溶解石蜡和植物油组分；然后在氩气气氛中，以10℃/min速度加热至300℃，然后以15℃/min的速度加热至720℃进行热脱脂；
4)烧结：将脱脂后的坯件在真空烧结炉内进行，真空度为10-3Pa，以速率4℃/min升温至525℃，以速率10℃/min升温至烧结温度1100℃，保温3h，最后随炉冷却至室温，得微型金属零件。
实施例2：
按质量百分比含量分别为组分的重量百分比为：工业石蜡15％、巴西蜡30％、高密度聚乙烯15％、低密度聚乙烯20％、植物油15％、硬脂酸5％。粘结剂与原料粉末按体积比50∶50备料。
1)混合：将粘结剂置叶片式混料机中，在160℃温度下混合1小时；加入金属粉末后在混料机中，在170℃温度下混合2小时；
2)注射成形：将上述混料置于柱塞式微型注射成形机内，以注射温度160℃，模温50℃条件下，注射成型；
3)脱脂：首先将注射成型的坯件置二氯甲烷中，溶解石蜡和植物油组分；然后在氩气气氛中，以10℃/min速度加热至300℃，然后以15℃/min的速度加热至720℃进行热脱脂；
4)烧结：将脱脂后的坯件在真空烧结炉内进行，真空度为10-3Pa，以速率4℃/min升温至525℃，以速率10℃/min升温至烧结温度1200℃，保温4h，最后随炉冷却至室温，得微型金属零件。
实施例3：
按质量百分比含量分别为组分的重量百分比为：工业石蜡25％、巴西蜡20％、高密度聚乙烯32％、低密度聚乙烯10％、植物油15％、硬脂酸5％。粘结剂与原料粉末按体积比58∶42备料。
1)混合：将粘结剂置叶片式混料机中，在160℃温度下混合1小时；加入金属粉末后在混料机中，在170℃温度下混合2小时；
2)注射成形：将上述混料置于柱塞式微型注射成形机内，以注射温度170℃，模温70℃条件下，注射成型；
3)脱脂：首先将注射成型的坯件置二氯甲烷中，溶解石蜡和植物油组分；然后在氩气气氛中，以10℃/min速度加热至300℃，然后以15℃/min的速度加热至720℃进行热脱脂；
4)烧结：将脱脂后的坯件在真空烧结炉内进行，真空度为10-3Pa，以速率4℃/min升温至525℃，以速率10℃/min升温至烧结温度1350℃，保温5h，最后随炉冷却至室温，得微型金属零件。

Claims (3)

1.一种用于粉末微注射成形的粘结剂，其特征在于，由以下质量百分比含量组分组成：工业石蜡15-25％、巴西蜡20-30％、高密度聚乙烯15-32％、低密度聚乙烯10-20％、植物油5-20％、硬脂酸1-7％。
2.根据权利要求1所述的用于粉末微注射成形的粘结剂，其特征在于，由以下质量百分比含量组分组成：工业石蜡20％、巴西蜡25％、高密度聚乙烯24％、低密度聚乙烯15％、植物油13％、硬脂酸3％。
3.权利要求1所述的粘结剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)混合：将粘结剂置叶片式混料机中，在140℃-160℃温度下混合1小时；加入金属粉末后在混料机中，在150℃-170℃温度下混合2小时；所述的粘结剂与金属粉末体积比为50～58∶50～42；
2)注射成形：将上述混料置于柱塞式微型注射成形机内，以注射温度145℃～170℃，模温50℃～70℃条件下，注射成型；
3)脱脂：首先将注射成型的坯件置二氯甲烷中，溶解石蜡和植物油组分；然后在氩气气氛中，以10℃/min速度加热至300℃，然后以15℃/min的速度加热至720℃进行热脱脂；
4)烧结：将脱脂后的坯件在真空烧结炉内进行，真空度为10-3Pa，以速率4℃/min升温至525℃，以速率10℃/min升温至烧结温度1050℃～1350℃，保温3～5h，最后随炉冷却至室温，可得微型金属零件。
CN 201010143849 2010-04-12 2010-04-12 一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法 Expired - Fee Related CN101797645B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010143849 CN101797645B (zh) 2010-04-12 2010-04-12 一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010143849 CN101797645B (zh) 2010-04-12 2010-04-12 一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101797645A true CN101797645A (zh) 2010-08-11
CN101797645B CN101797645B (zh) 2011-12-28

Family

ID=42593570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010143849 Expired - Fee Related CN101797645B (zh) 2010-04-12 2010-04-12 一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101797645B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102228990A (zh) * 2011-06-17 2011-11-02 湖南英捷高科技有限责任公司 光通讯组件座一次性成形工艺
CN102489709A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 中南大学 一种血管内支架的制备方法
CN103013405A (zh) * 2012-11-30 2013-04-03 王统 有机粘接剂以及应用该有机粘接剂的金属粉末成型方法
CN103357877A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 东莞富强电子有限公司 金属射出成型制程方法
CN104070167A (zh) * 2013-03-29 2014-10-01 王统 一种粉末注射成型工艺
CN104801706A (zh) * 2015-04-23 2015-07-29 山东金珠材料科技有限公司 一种金属粉末注射成形用蜡基粘结剂
CN105330297A (zh) * 2015-09-29 2016-02-17 洛阳暖盈电子技术有限公司 一种用于Sialon陶瓷注射成形的粘结剂
CN107630161A (zh) * 2017-07-26 2018-01-26 宜兴新高合金制品有限公司 一种手机马达用质量块制作方法及其制作系统
CN108856712A (zh) * 2018-03-27 2018-11-23 浙江易亲工业科技有限公司 一种mim工艺用喂料粘结剂及其应用
CN108941572A (zh) * 2018-06-26 2018-12-07 深圳市鑫迪科技有限公司 用于金属粉末注射成型的喂料的制备方法
CN110480016A (zh) * 2019-09-17 2019-11-22 江苏精研科技股份有限公司 一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法
CN113501721A (zh) * 2021-06-25 2021-10-15 深圳艾利门特科技有限公司 一种注射成型陶瓷喂料、陶瓷产品的制备方法及陶瓷产品

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080075619A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 Laxmappa Hosamani Method for making molybdenum parts using metal injection molding
CN101235265A (zh) * 2008-01-28 2008-08-06 王明喜 一种粘结剂及其所制成的金属粉末注射成型用喂料
CN101254537A (zh) * 2008-04-11 2008-09-03 中南大学 一种粉末注射成形制备钼和钼合金喷管的方法
CN101407610A (zh) * 2008-10-30 2009-04-15 嘉兴市瑞德材料科技有限公司 金属粉末注射成型粘结剂
CN101417337A (zh) * 2007-10-23 2009-04-29 比亚迪股份有限公司 一种制造伞齿轮的方法
CN101520287A (zh) * 2009-03-31 2009-09-02 北京科技大学 一种复杂形状散热器元件的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080075619A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 Laxmappa Hosamani Method for making molybdenum parts using metal injection molding
CN101417337A (zh) * 2007-10-23 2009-04-29 比亚迪股份有限公司 一种制造伞齿轮的方法
CN101235265A (zh) * 2008-01-28 2008-08-06 王明喜 一种粘结剂及其所制成的金属粉末注射成型用喂料
CN101254537A (zh) * 2008-04-11 2008-09-03 中南大学 一种粉末注射成形制备钼和钼合金喷管的方法
CN101407610A (zh) * 2008-10-30 2009-04-15 嘉兴市瑞德材料科技有限公司 金属粉末注射成型粘结剂
CN101520287A (zh) * 2009-03-31 2009-09-02 北京科技大学 一种复杂形状散热器元件的制备方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102228990A (zh) * 2011-06-17 2011-11-02 湖南英捷高科技有限责任公司 光通讯组件座一次性成形工艺
CN102228990B (zh) * 2011-06-17 2013-03-20 湖南英捷高科技有限责任公司 光通讯组件座一次性成形工艺
CN102489709A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 中南大学 一种血管内支架的制备方法
CN103357877A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 东莞富强电子有限公司 金属射出成型制程方法
CN103013405A (zh) * 2012-11-30 2013-04-03 王统 有机粘接剂以及应用该有机粘接剂的金属粉末成型方法
CN104070167A (zh) * 2013-03-29 2014-10-01 王统 一种粉末注射成型工艺
CN104801706A (zh) * 2015-04-23 2015-07-29 山东金珠材料科技有限公司 一种金属粉末注射成形用蜡基粘结剂
CN105330297A (zh) * 2015-09-29 2016-02-17 洛阳暖盈电子技术有限公司 一种用于Sialon陶瓷注射成形的粘结剂
CN107630161A (zh) * 2017-07-26 2018-01-26 宜兴新高合金制品有限公司 一种手机马达用质量块制作方法及其制作系统
CN108856712A (zh) * 2018-03-27 2018-11-23 浙江易亲工业科技有限公司 一种mim工艺用喂料粘结剂及其应用
CN108941572A (zh) * 2018-06-26 2018-12-07 深圳市鑫迪科技有限公司 用于金属粉末注射成型的喂料的制备方法
CN110480016A (zh) * 2019-09-17 2019-11-22 江苏精研科技股份有限公司 一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法
CN110480016B (zh) * 2019-09-17 2021-11-05 江苏精研科技股份有限公司 一种采用粉末注射成型制备复杂结构功能陶瓷件的方法
CN113501721A (zh) * 2021-06-25 2021-10-15 深圳艾利门特科技有限公司 一种注射成型陶瓷喂料、陶瓷产品的制备方法及陶瓷产品
CN113501721B (zh) * 2021-06-25 2023-02-03 深圳艾利门特科技有限公司 一种注射成型陶瓷喂料、陶瓷产品的制备方法及陶瓷产品

Also Published As

Publication number Publication date
CN101797645B (zh) 2011-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101797645B (zh) 一种用于粉末微注射成形的粘结剂及其应用方法
CN103642253B (zh) 一种粉末冶金成形用蜡基粘结剂及其制备方法和应用
CN108218441B (zh) 陶瓷注射成型用粘结剂及其制备方法
CN103981436B (zh) 金属粉末注射成形高强度马氏体时效钢的制造方法
CN101473054B (zh) 制备成型的耐火金属主体的方法
CN106187195B (zh) 采用激光选区烧结工艺制备碳化硅陶瓷件的方法
CN105482752A (zh) 塑基粘结剂及其用于制备粉末注射成形坯体的方法
CN101417337B (zh) 一种制造伞齿轮的方法
CN104057090A (zh) 打印金属、陶瓷制品的金属、陶瓷粉末与聚合物混融材料及聚合物在成型品中的脱除方法
CN108015272A (zh) 一种不锈钢粉末注射成型的配料方法
CN101407610A (zh) 金属粉末注射成型粘结剂
CN104725034A (zh) 一种注塑铁氧体磁芯成型用的喂料及其制备方法
CN101842333A (zh) 导体内置陶瓷的制造方法
CN104788091A (zh) 铁氧体磁芯坯体及其制备方法、铁氧体磁芯及其制备方法
CN104308155A (zh) 一种粉末微注射成形制造微阵列的方法
CN203509027U (zh) 松装烧结多孔铜用模具
CN100448571C (zh) 一种CuSn10合金的注射成形方法
CN114086015B (zh) 一种铜钨合金零件及其制造方法
CN103433492B (zh) 金属中空制品的粉末吹塑成形方法
CN101456743A (zh) 利用氧化铝陶瓷注射成型的蜡基聚乙烯多聚合物粘结剂的方法
CN101363085A (zh) 一种模压球形铜粉制备多孔材料的方法
CN100542717C (zh) 一种磁控管钼质支杆组件用钼端帽的配方及其制造方法
CN103874554B (zh) 用于借助注塑方法制造成型件的粘合剂混合物
CN102438965A (zh) 用于耐火材料和陶瓷的胶和涂料
CN113501721B (zh) 一种注射成型陶瓷喂料、陶瓷产品的制备方法及陶瓷产品

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111228

Termination date: 20120412