CN102528015A - 金属注射成型工艺用颗粒料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备金属注射成型工艺用的颗粒料的方法，包括：步骤1：将原料中所有固状物成分，所述的固状物成分包含不锈钢粉末90～95wt％，混合粘结剂4～9wt％，润滑剂0.1～0.5wt％，混合均匀；步骤2：将经步骤1处理的混合物与0.1～0.5wt％液态状的增塑剂混合均匀并充分干燥；步骤3：将经步骤2处理得到的混合物投入到二轴混练机或者密练机中，在150℃～180℃的温度下混练10～30min，并切割成颗粒料。本发明优化了粘结的成分和工序，提高了颗粒料的流动性，利于具有复杂形状微型器件的金属注射成型产品在后续工艺保持形状，提高了良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种颗粒料的制备方法，具体指一种金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法。
背景技术
金属注射成形技术(Metal Injection Molding，MIM )是将现代塑料注射成形技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金成形技术。它利用模具注射成形器件并通过脱脂、烧结快速制造高密度、高精度、形状复杂的金属结构器件。因而MIM产品的力学性能和形状自由度大大优于传统的金属成形方法如：精密铸造、机械加工以及模压技术，并因此获得广泛的应用。
把金属粉末和不同种类的粘结剂，增塑剂混练造粒，是金属注射成型工艺重要的前端工序，颗粒料的大小，密度，流动性等是影响产品最终成形度的关键因素，特别是针对具有复杂形状微型器件的金属注射成型产品，如果颗粒料的混练工艺没有解决好，生产中经常会产品走形等现象，导致产品的良品率较低。
发明内容
为了提高金属注射成型工艺中复杂形状微型器件的良品率，本发明提供了一种金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法。
本发明所述的一种金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：首先将原料中所有固状物成分，所述的固状物成分包含不锈钢粉末90～95wt％，混合粘结剂4～9wt％，润滑剂0.1～0.5wt％，混合均匀；
步骤2：将经步骤1处理的混合物与0.1～0.5wt％液态状的增塑剂混合均匀并充分干燥；
步骤3：将经步骤2处理得到的混合物投入到二轴混练机或者密练机中，在150℃～180℃的温度下混练10～30min；
步骤4：将经混练后的混合物冷却，并切割成颗粒料。
进一步地，步骤1中，所述的混合粘结剂为蜡粉与树脂的混合物；
进一步地，所述蜡粉选自石蜡，甘油棕榈酸酯，改性聚乙烯蜡的其中一种，含量为2～4wt％。
进一步地，所述的树脂选自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物的至少其中一种，含量为2～5wt％。
进一步地，所述的增塑剂选自磷苯二甲酸正辛酯，磷苯二甲酸二甲酯，磷苯二甲酸二丁酯的其中一种。
进一步地，所述的润滑剂为硬脂酸，硬脂酸锌的其中一种。
进一步地，所述的不锈钢粉的平均粒度≤15nm。
进一步地，所述的颗粒料，大小为φ1.5～3.5mm，长度1～3mm。
将本发明制备的颗粒料投入到金属注射成型机中，经注射成型，脱脂，烧结等过程后，即可得到具有复杂形状的金属注射产品。本发明制备的颗粒料，优化了粘结的成分组合和工序，提高了颗粒料的流动性，针对具有复杂形状微型器件的金属注射成型产品，利于产品在后续工艺保持形状，提高了良品率。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更清楚、准确的理解本发明的精神，下面对本发明的具体实施例做详细说明。
本发明所述的一种金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，包括如下步骤。
步骤1：首先将原料中所有固状物成分，所述的固状物成分包含不锈钢粉末90～95wt％，混合粘结剂4～9wt％，润滑剂0.1～0.5wt％，混合均匀；
本发明所述的混合粘结剂为蜡粉与树脂的混合物；所述蜡粉选自石蜡，甘油棕榈酸酯，改性聚乙烯蜡的其中一种，含量为2～4wt％。
所述的树脂选自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物的其中至少一种，含量为2～5wt％。
所述的润滑剂为硬脂酸，硬脂酸锌的其中一种。
本发明具体实施例中的不锈钢粉末，平均粒度≤15nm，可以采用多种牌号的不锈钢粉末，如：321、321H、316、316L、317等。
步骤2：将经步骤1处理的混合物与0.1～0.5wt％液态状的增塑剂混合均匀并充分干燥；
本发明所述的增塑剂选自磷苯二甲酸正辛酯，磷苯二甲酸二甲酯，磷苯二甲酸二丁酯的其中一种。
步骤3：将经步骤2处理得到的混合物投入到二轴混练机或者密练机中，在150℃～180℃的温度下混练10～30min，并切割成颗粒料；
最后得到的颗粒料，大小为φ1.5～3.5mm，长度1～3mm。
利用熔体流动速率测定仪，在负荷为5kg，模具口φ1.183mm，温度120~180℃的条件下，测得其流动性为9.5～9.8g/10min。
将本发明制备的颗粒料投入到金属注射成型机中，经注射成型，脱脂，烧结等过程后，即可得到具有复杂形状的金属注射产品。本发明制备的颗粒料，优化了粘结的成分组合和工序，提高了颗粒料的流动性，针对具有复杂形状微型器件的金属注射成型产品，利于产品在后续工艺保持形状，提高了良品率。
实施例1
不锈钢粉末316L 9000g，石蜡400g，聚乙烯500g，硬脂酸锌50g，DOP 50g。
首先将不锈钢粉末，石蜡，聚乙烯，硬脂酸锌利用混合机混合均匀，然后将增塑剂DOP添加到混合物中，再次混合均匀后并干燥。将干燥后的混合物投入到二轴混练机中，在150℃的温度下混练10分钟，后切割造粒，粒度大小为φ1.5mm，长度2mm，利用熔体流动速率测定仪测得其流动性为9.8g/10min。
实施例2
不锈钢粉末316 9200g，甘油棕榈酸酯200g，聚乙烯200g，聚苯乙烯300g，硬脂酸50g，DBP 50g。
首先将不锈钢粉末，甘油棕榈酸酯，聚乙烯，聚苯乙烯，硬脂酸利用混合机混合均匀，然后将增塑剂DBP添加到混合物中，再次混合均匀后并干燥。将干燥后的混合物投入到密练机中，在180℃的温度下混练30分钟，后切割造粒，粒度大小为φ2.5mm，长度3mm，利用熔体流动速率测定仪测得其流动性为9.73g/10min。
实施例3
不锈钢粉末321 9300g，改性聚乙烯酯200g，聚丙烯450g，硬脂酸20g，DMP 30g。
首先将不锈钢粉末，改性聚乙烯酯，聚丙烯，硬脂酸利用混合机混合均匀，然后将增塑剂DMP添加到混合物中，再次混合均匀后并干燥。将干燥后的混合物投入到二轴混练机中，在170℃的温度下混练15分钟，后切割造粒，粒度大小为φ1.5mm，长度2mm，利用熔体流动速率测定仪测得其流动性为9.57g/10min。
实施例4
不锈钢粉末316L 9400g，石蜡300g，聚乙烯150g，乙烯-乙酸乙烯共聚物100g，硬脂酸锌30g，DOP 20g。
将不锈钢粉末，石蜡，聚乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物，硬脂酸锌利用混合机混合均匀，然后将增塑剂DOP添加到混合物中，再次混合均匀后并干燥。将干燥后的混合物投入到密练机中，在180℃的温度下混练25分钟，后切割造粒，粒度大小为φ2.5mm，长度2mm，利用熔体流动速率测定仪测得其流动性为9.52g/10min。
实施例5
不锈钢粉末316L 9370g，石蜡270g，聚乙烯330g，硬脂酸锌10g，DOP 20g。
将不锈钢粉末，石蜡，聚乙烯，硬脂酸锌利用混合机混合均匀，然后将增塑剂DOP添加到混合物中，再次混合均匀后并干燥。将干燥后的混合物投入到二轴混练机中，在150℃的温度下混练15分钟，后切割造粒，粒度大小为φ1.5mm，长度1.5mm，利用熔体流动速率测定仪测得其流动性为9.67g/10min。
实施例6
不锈钢粉末317 9500g，甘油棕榈酸酯200g，聚乙烯100g，聚苯乙烯150g，硬脂酸锌50g，DBP 50g。
首先将不锈钢粉末，甘油棕榈酸酯，聚乙烯，硬脂酸锌利用混合机混合均匀，然后将增塑剂DBP添加到混合物中，再次混合均匀后并干燥。将干燥后的混合物投入到二轴混练机中，在150℃的温度下混练12分钟，后切割造粒，粒度大小为φ2mm，长度2mm，利用熔体流动速率测定仪测得其流动性为9.57g/10min。
Claims (8)
1.金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：首先将原料中所有固状物成分，所述的固状物成分包含不锈钢粉末90～95wt％，混合粘结剂4～9wt％，润滑剂0.1～0.5wt％，混合均匀；
步骤2：将经步骤1处理的混合物与0.1～0.5wt％液态状的增塑剂混合均匀并充分干燥；
步骤3：将经步骤2处理得到的混合物投入到二轴混练机或者密练机中，在150℃～180℃的温度下混练10～30min，并切割成颗粒料。
2.如权利要求1所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
步骤1中，所述的混合粘结剂为蜡粉与树脂的混合物。
3.如权利要求2所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
所述蜡粉选自石蜡，甘油棕榈酸酯，改性聚乙烯蜡的其中一种，含量为2～4wt％。
4.如权利要求2所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
所述的树脂选自聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯-乙酸乙烯共聚物的至少其中一种，含量为2～5wt％。
5.如权利要求1所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
所述的增塑剂选自邻苯二甲酸正辛酯，邻苯二甲酸二甲酯，邻苯二甲酸二丁酯的其中一种。
6.如权利要求1所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
所述的润滑剂为硬脂酸，硬脂酸锌的其中一种。
7.如权利要求1～6任一项权利要求所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
所述的不锈钢粉的平均粒度≤15μm。
8.如权利要求1～6任一项权利要求所述的金属注射成型工艺用的颗粒料的制备方法，其特征在于：
所述的颗粒料，大小为φ1.5～3.5mm，长度1～3mm。
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