CN103962559B - 一种熔芯式金属注射成形工艺 - Google Patents

一种熔芯式金属注射成形工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103962559B
CN103962559B CN201410167394.XA CN201410167394A CN103962559B CN 103962559 B CN103962559 B CN 103962559B CN 201410167394 A CN201410167394 A CN 201410167394A CN 103962559 B CN103962559 B CN 103962559B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pom
injection moulding
injection
temperature
core
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.)
Active
Application number
CN201410167394.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103962559A (zh
Inventor
王林
陈云
张士荣
李朝建
巫和军
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.)
Qujing Zhong Ming Science And Technology Ltd
Original Assignee
Qujing Zhong Ming Science And Technology Ltd
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 Qujing Zhong Ming Science And Technology Ltd filed Critical Qujing Zhong Ming Science And Technology Ltd
Priority to CN201410167394.XA priority Critical patent/CN103962559B/zh
Publication of CN103962559A publication Critical patent/CN103962559A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103962559B publication Critical patent/CN103962559B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种熔芯式金属注射成形工艺，该方法包括配料、混炼、POM注射成形、合模、镶嵌注射成形、脱模熔芯、脱脂、烧结和后处理。本发明的型芯采用POM注塑成形，成型功效高，溶芯方便，生产效率高，能有效解决制造复杂结构金属制品时的脱模和效率问题。同时，采用本工艺制得的产品其内部组织均匀、致密度高、产品表面光洁度好、尺寸精度高、产品质量稳定，为批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的各种金属材料的零部件节约了大量的时间和成本，具有较好的经济效益和良好的应用前景。

Description

一种熔芯式金属注射成形工艺
技术领域
本发明金属注射成形技术领域，具体涉及一种熔芯式金属注射成形工艺。
背景技术
金属注射成形是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的一种成形方法，其工艺步骤是选取符合要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经脱脂处理后烧结至密化成为最终产品。而现有的金属注射成形加工工艺，对内部结构复杂、厚度较薄、重量在0.1～200g的金属结构件成形较为困难，且成形后的成品表面光洁度差，尺寸精度低，制品的致密度低，材料的适用范围窄，加之金属注射成形工艺需要模具进行注射成形，对于批量生产的产品结构较为复杂的部件，则存在模具制造难度高、成型困难、加工成本较高、加工的方法较为繁琐的缺点，更有甚者无法用模具注射成形，即使成形后，脱模也较为困难，严重影响产品的质量，且生产效率低。因此，研制开发一种制造复杂结构金属制品的方法简单、制模、脱模容易、生产效率高、适用范围广的熔芯式金属注射成形工艺是客观需要的。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制造复杂结构金属制品的方法简单、制模、脱模容易、生产效率高、适用范围广的熔芯式金属注射成形工艺。
本发明的目的是这样实现的，一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂按8～11:1～1.5的比例配料；
②混炼：将配制好的混合物放入混料器中，在转速为20～30r/min、温度为180～200℃的工况下混炼2～4小时，混料好的料经两次片状、棒状挤压制粒，使喂料进一步均匀、密实，得到适于注射的粒状喂料；
③POM注射成形：成形前对POM材料干燥5～6h，干燥温度为80～90℃，然后将POM材料加入到压型机内，利用压型机将POM材料浇注入预先设计好的产品内部结构的模具中制得型芯，浇注过程中，其注射压力为12～16MPa，温度为100～250℃，浇注时间为20～30s；
④合模：将浇注成形的型芯在定位机构的导引下精确的嵌入到外模内；
⑤镶嵌注射成形：利用注射成形机将混炼后制得的颗粒注射到合模后的模腔内，经保压、冷却固化后，得到成形品，注射过程中，注射压力为8～100MPa，注射温度为80～165℃，保压压力为50～70MPa，保压时间2～5s，冷却时间10～20s；
⑥脱模熔芯：打开外膜，取出带型芯的内模制件,加热熔化型芯；
⑦脱脂：采用热脱脂技术对工件中的粘结剂进行脱脂处理，脱脂的温度为150～400℃，脱脂的时间为2～6h；
⑧烧结：对脱脂后的成形品在真空条件下进行烧结处理，烧结的温度为1200～1800℃，烧结的时间：15～18h；
⑨后处理；对烧结后的成形品进行整形、热处理和表面处理。
上述所述工艺中所述的POM材料俗称聚甲醛，学名聚氧化聚甲醛，又称赛刚、特钢，它是以甲醛等原料聚合所得。其中的聚甲醛均聚物POM-H和聚甲醛共聚物POM-K都是高密度、高结晶度的热塑工程塑料，具有良好的物理、机械和化学性能，尤其具有良好的耐摩擦性能，可以在-40～100℃的温度范围内长期使用，加之POM材料属于结晶性塑料，其熔点较为明显，一旦达到熔点，熔体粘度就会迅速下降，当温度超过一定限度或熔体受热时间过长，就会引起分解，因此POM材料主要用于齿轮，轴承，汽车零部件、机床、仪表内件等起骨架作用的产品。但POM材料不适于用在具有酸性、碱性和有紫外线辐射的场合。
采用上述的成形工艺，其关键在于型芯的成形采用POM注塑成形，其工艺比较简单，适用范围广，不但可以实现结构复杂产品的快捷注塑成型，而且由于POM材料在190～230℃左右温度下容易被分解，制得的产品脱模比较容易，大大提高了生产效率。同时，采用本工艺制得的产品其内部组织均匀、致密度高、产品表面光洁度好、尺寸精度高、产品质量稳定，为批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的各种金属材料的零部件节约了大量的时间和成本，具有较好的经济效益和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。
实施例1：
本方法的具体步骤如下：
①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂聚乙烯按8:1的比例配料；
②混炼：将配制好的混合物放入混料器中，在转速为20～30r/min、温度为180～200℃下混炼2～4小时，混料好的料经两次片状、棒状挤压制粒，使喂料进一步均匀、密实，得到适于注射的粒状喂料；
③POM注射成形：选用的POM材料为POM-H，成形前对POM-H材料干燥5～6h，干燥温度为80～90℃，然后将POM材料加入到压型机内，利用压型机将POM-H材料浇注入预先设计好的产品内部结构的模具中制得型芯，浇注过程中，其注射压力为12MPa，温度为100℃，浇注时间为20s；
④合模：将浇注成形的型芯在定位机构的导引下精确的嵌入到外膜内；
⑤镶嵌注射成形：利用注射成形机将混炼后制得的颗粒注射到合模后的模腔内，经保压、冷却固化后，得到成形品，注射过程中，注射压力为8MPa，注射温度为165℃，保压压力为50MPa，保压时间2s，冷却时间10；
⑥脱模熔芯：打开外膜，取出带型芯的内膜制件并放置于高温烘箱中，加热使得型芯全部熔化而制得得到金属制品，型芯的熔化温度为190～230℃；
⑦脱脂：采用热脱脂技术对工件中的粘结剂进行脱脂处理，脱脂的温度为150℃，脱脂的时间为6h；
⑧烧结：对脱脂后的成形品在真空条件下进行烧结处理，烧结的温度为1200℃，烧结的时间：18h；
⑨后处理；对烧结后的成形品进行整形、热处理和表面处理。
上述实施例1的工艺简单，型芯在200℃的条件下完全被分解，且制得的产品，表面质量好，尺寸精度高，其公差为±0.3%，内部致密度高可达96%，组织均匀、性能优异。
实施例2：
①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂醋酸乙烯按9：1.2的比例配料；
②混炼：将配制好的混合物放入混料器中，在转速为20～30r/min、温度为190℃下混炼2～4小时，混料好的料经两次片状、棒状挤压制粒，使喂料进一步均匀、密实，得到适于注射的粒状喂料；
③POM注射成形：选用的POM材料为POM-K,成形前对POM-K材料干燥5～6h，干燥温度为80～90℃，然后将POM材料加入到压型机内，利用压型机将POM-K材料浇注入预先设计好的产品内部结构的模具中制得型芯，浇注过程中，其注射压力为14MPa，温度为180℃，浇注时间为25s；
④合模：将浇注成形的型芯在定位机构的导引下精确的嵌入到外膜内；
⑤镶嵌注射成形：利用注射成形机将混炼后制得的颗粒注射到合模后的模腔内，经保压、冷却固化后，得到成形品，注射过程中，注射压力为50MPa，注射温度为120℃，保压压力为60MPa，保压时间4s，冷却时间15s；
⑥脱模熔芯：打开外膜，取出带型芯的内膜制件并放置于高温烘箱中，加热使得型芯全部熔化而制得得到金属制品，型芯的熔化温度为180～210℃；
⑦脱脂：采用热脱脂技术对工件中的粘结剂进行脱脂处理，脱脂的温度为250℃，脱脂的时间为4h；
⑧烧结：对脱脂后的成形品在真空条件下进行烧结处理，烧结的温度为1600℃，烧结的时间：17h；
⑨后处理；对烧结后的成形品进行整形、热处理和表面处理。
上述实施例1的工艺简单，型芯在200℃的条件下完全被分解，且制得的产品，表面质量好，尺寸精度高，其公差为±0.4%，内部致密度高可达99%，组织均匀、性能优异。
实施例3：
①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂聚甲醛按11:1.5的比例配料；
②混炼：将配制好的混合物放入混料器中，在转速为20～30r/min、温度为200℃下混炼2～4小时，混料好的料经两次片状、棒状挤压制粒，使喂料进一步均匀、密实，得到适于注射的粒状喂料；
③POM注射成形：选用的POM材料为POM-K,成形前对POM-K材料干燥5～6h，干燥温度为80～90℃，然后将POM-K材料加入到压型机内，利用压型机将POM-K材料浇注入预先设计好的产品内部结构的模具中制得型芯，浇注过程中，其注射压力为16MPa，温度为250℃，浇注时间为30s；
④合模：将浇注成形的型芯在定位机构的导引下精确的嵌入到外膜内；
⑤镶嵌注射成形：利用注射成形机将混炼后制得的颗粒注射到合模后的模腔内，经保压、冷却固化后，得到成形品，注射过程中，注射压力为100MPa，注射温度为165℃，保压压力为70MPa，保压时间5s，冷却时间20s；
⑥脱模熔芯：打开外膜，取出带型芯的内膜制件并放置于高温烘箱中，加热使得型芯全部熔化而制得金属制品，型芯的熔化温度为180～210℃；
⑦脱脂：采用热脱脂技术对工件中的粘结剂进行脱脂处理，脱脂的温度为400℃，脱脂的时间为2h；
⑧烧结：对脱脂后的成形品在真空条件下进行烧结处理，烧结的温度为1800℃，烧结的时间：15h；
⑨后处理；对烧结后的成形品进行整形、热处理和表面处理。
上述实施例3的工艺简单，型芯在206℃的条件下完全被分解，且制得的产品，表面质量好，尺寸精度高，其公差为±0.5%，内部致密度高可达97%，组织均匀、性能优异。

Claims (5)

1.一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂按8～11:1～1.5的比例配料；
②混炼：将配制好的混合物放入混料器中，在转速为20～30r/min、温度为180～200℃的工况下混炼2～4小时，混料好的料经两次片状、棒状挤压制粒，使喂料进一步均匀、密实，得到适于注射的粒状喂料；
③POM注射成形：成形前对POM材料干燥5～6h，干燥温度为80～90℃，然后将POM材料加入到压型机内，利用压型机将POM材料浇注入预先设计好的产品内部结构的模具中制得型芯，浇注过程中，其注射压力为12～16MPa，温度为100～250℃，浇注时间为20～30s；
④合模：将浇注成形的型芯在定位机构的导引下精确的嵌入到外模内；
⑤镶嵌注射成形：利用注射成形机将混炼后制得的颗粒注射到合模后的模腔内，经保压、冷却固化后，得到成形品，注射过程中，注射压力为8～100MPa，注射温度为80～165℃，保压压力为50～70MPa，保压时间2～5s，冷却时间10～20s；
⑥脱模熔芯：打开外膜，取出带型芯的内模制件,加热熔化型芯；
⑦脱脂：采用热脱脂技术对工件中的粘结剂进行脱脂处理，脱脂的温度为150～400℃，脱脂的时间为2～6h；
⑧烧结：对脱脂后的成形品在真空条件下进行烧结处理，烧结的温度为1200～1800℃，烧结的时间：15～18h；
⑨后处理；对烧结后的成形品进行整形、热处理和表面处理。
2.根据权利要求1所述的一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于：步骤③中所述的POM材料为POM-H。
3.根据权利要求1所述的一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于：步骤③中所述的POM材料为POM-K。
4.根据权利要求2所述的一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于：POM-H注射的温度为190～230℃。
5.根据权利要求3所述的一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于：POM-K注射的温度为190～210℃。
CN201410167394.XA 2014-04-24 2014-04-24 一种熔芯式金属注射成形工艺 Active CN103962559B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410167394.XA CN103962559B (zh) 2014-04-24 2014-04-24 一种熔芯式金属注射成形工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410167394.XA CN103962559B (zh) 2014-04-24 2014-04-24 一种熔芯式金属注射成形工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103962559A CN103962559A (zh) 2014-08-06
CN103962559B true CN103962559B (zh) 2016-07-06

Family

ID=51232832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410167394.XA Active CN103962559B (zh) 2014-04-24 2014-04-24 一种熔芯式金属注射成形工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103962559B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104117678A (zh) * 2014-08-11 2014-10-29 长沙学院 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺
CN105798308A (zh) * 2016-03-29 2016-07-27 齐鲁工业大学 一种水溶性盐芯式金属粉末注射成形工艺
CN106077484A (zh) * 2016-08-16 2016-11-09 黄小虎 一种多用途整体调温板及其制作方法
CN108421981A (zh) * 2017-08-28 2018-08-21 深圳市富优驰科技有限公司 Pom塑件作为可熔芯注射成型的应用
CN108436091B (zh) * 2018-04-20 2020-05-22 赣州有色冶金研究所 一种钨坩埚的制备方法
CN108889950A (zh) * 2018-06-21 2018-11-27 深圳市富优驰科技有限公司 一种中空散热器的制备方法及中空散热器
CN108941571A (zh) * 2018-06-21 2018-12-07 东莞市依诺电子科技有限公司 一种粉末注射成型制作中空结构的方法
CN108889952A (zh) * 2018-06-26 2018-11-27 深圳市鑫迪科技有限公司 采用金属粉末注射成型制备金属齿轮的方法
CN109702209A (zh) * 2019-01-18 2019-05-03 佛山隆易科技有限公司 一种制造含有随形水路零件的制造方法
CN110640144A (zh) * 2019-10-22 2020-01-03 曲靖中铭科技有限公司 一种mim产品内螺纹的免攻丝烧结工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101003091A (zh) * 2007-01-19 2007-07-25 北京科技大学 以粉末为原料制备发动机涡轮增压器用可调喷嘴叶片的方法
CN101049634A (zh) * 2007-04-29 2007-10-10 北京科技大学 一种滚珠丝杠副插管型不锈钢反向器的制备方法
CN101205949A (zh) * 2006-12-22 2008-06-25 富准精密工业(深圳)有限公司 动压轴承及转轴的制造方法
EP2137329A1 (en) * 2007-03-30 2009-12-30 ATI Properties, Inc. Melting furnace including wire-discharge ion plasma electron emitter
CN102351542A (zh) * 2011-07-12 2012-02-15 中南大学 一种中空结构金属或陶瓷零部件的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101205949A (zh) * 2006-12-22 2008-06-25 富准精密工业(深圳)有限公司 动压轴承及转轴的制造方法
CN101003091A (zh) * 2007-01-19 2007-07-25 北京科技大学 以粉末为原料制备发动机涡轮增压器用可调喷嘴叶片的方法
EP2137329A1 (en) * 2007-03-30 2009-12-30 ATI Properties, Inc. Melting furnace including wire-discharge ion plasma electron emitter
CN101049634A (zh) * 2007-04-29 2007-10-10 北京科技大学 一种滚珠丝杠副插管型不锈钢反向器的制备方法
CN102351542A (zh) * 2011-07-12 2012-02-15 中南大学 一种中空结构金属或陶瓷零部件的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103962559A (zh) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103962559B (zh) 一种熔芯式金属注射成形工艺
CN103801695A (zh) 一种金属料浆3d打印无模注射成形方法
CN103600078B (zh) 一种螺杆注射成型装置
CN103854844A (zh) 一种利用3d打印技术制备复杂形状粘结磁体的方法
CN105154700A (zh) 高比重钨合金的烧结工艺
CN108421981A (zh) Pom塑件作为可熔芯注射成型的应用
CN104384510B (zh) 各向同性粘结永磁体的三维打印制造方法
CN105251992A (zh) 粉末注射成型的合金配重块的制备方法
KR101875703B1 (ko) 3d 프린터용 필라멘트 조성물
CN101433961A (zh) 一种微波隔离器/环形器腔体的制造方法
CN113976890B (zh) 一种粘接剂、其制备方法及其用于金属粉末注射成型的应用
KR20170037255A (ko) 3d 프린팅을 이용한 입체 조형물의 제조 방법
JP6509038B2 (ja) 金属粉末射出成形体の製造方法
CN104194156A (zh) 一种耐刮注塑材料
CN203779789U (zh) 一种双射注塑模具
CN103381482A (zh) 制备斜齿轮的注射成形方法
CN106735237A (zh) 一种金属注射成型工艺
CN107335807A (zh) 一种金属粉末注射成形用粘结剂
CN105290391A (zh) 粉末注射成型的取样器的制备方法
CN103923424A (zh) 粉末注射成形用的粘结剂
WO2018154907A1 (ja) 樹脂成形品の製造方法
CN104907566A (zh) 一种旋转承架的制作方法
CN107364067A (zh) 一种多层包覆的注塑加工工艺
JP3161629B2 (ja) 二層部品製造方法、二層部品用成形物及び二層部品製造方法により得られる二層部品
JPH03182313A (ja) 成形金型の製造方法

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
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Lin

Inventor after: Chen Yun

Inventor after: Zhang Shirong

Inventor after: Li Chaojian

Inventor after: Wu Hejun

Inventor before: Chen Yun

Inventor before: Zhang Shirong

Inventor before: Li Chaojian

Inventor before: Wu Hejun

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant