CN104117678A - 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺 - Google Patents

一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN104117678A
CN104117678A CN201410391594.3A CN201410391594A CN104117678A CN 104117678 A CN104117678 A CN 104117678A CN 201410391594 A CN201410391594 A CN 201410391594A CN 104117678 A CN104117678 A CN 104117678A
Authority
CN
China
Prior art keywords
injection
powder
injection molding
base
catalytic decomposition
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.)
Pending
Application number
CN201410391594.3A
Other languages
English (en)
Inventor
刘煜
夏卿坤
谢邵辉
梁亮
高全芹
何航敏
江峻
肖燕芳
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 CN201410391594.3A priority Critical patent/CN104117678A/zh
Publication of CN104117678A publication Critical patent/CN104117678A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺，该工艺是在第一个注射成形零件表面或者铰接联接的第一个零件和第二个零件的界面处，采用第一个包胶模具注射成形一层可催化分解的聚合物包覆层，然后采用第二个包胶模具对含有注射坯的模具型腔再进行注射成形，注入第二个零件的粉末喂料，最终得到中间有可催化分解聚合物的夹层零件组，第一个零件与第二个零件之间没有接触点。中间的可催化分解的聚合物层在随后的脱脂阶段完全去除，形成第一个零件和第二个零件进行相对运动的空隙，从而制造出不可分离的、尺寸可控的铰接联接零件。该工艺的生产过程简单，避免了额外装配联接系统，降低了整体成本，生产效率高，可广泛用于微机电系统生产、医疗器械和假肢制造等领域。

Description

一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺
技术领域
本发明涉及一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺。
背景技术
粉末注射成形是在塑料注射成形的基础上发展而来的新型近净成形技术，适用于批量制备几何形状复杂、尺寸细小、性能优异的金属或者陶瓷零件。随着社会科技的发展，微机电系统的发展对铰链联接的微尺寸零部件的需求越来越大，但如何在不增加体积和保证联接强度的条件下生产铰链联接的微尺寸粉末注射成形的零部件却一直是较难克服的技术瓶颈。如果采用传统单独生产联接零件，然后用微型螺栓或铰链联接不仅增加了联接体积，而且由于增加了零部件数目以及考虑安装联接系统或者装配联接系统，无法保证机构的整体强度，甚至需要特别定制非国标的超微螺栓和螺母，也大幅增加了成本。
由于粉末注射成形的产品的联接结构尺寸往往小于1mm，有的甚至只有几百微米，这给零件的装配上带来了巨大困难。参考日本微冲压装配的方法，在生产冲压件的同时将已冲好的冲压件在冲床模具内进行冲压装配，这种在零部件生产工艺中装配的方法和思路同样可以引入粉末注射成形生产工艺中。
发明内容
本发明的目的是，提出一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺，该工艺在第一个注射成形零件表面或者铰接联接的第一个零件和第二个零件的界面处，采用第一个包胶模具注射成形一层可催化分解的聚合物包覆层，然后采用第二个包胶模具对含有注射坯的模具型腔再进行注射成形，注入第二个零件的粉末喂料，该聚合物层能在随后的脱脂阶段完全去除，从而制造出不可分离的、尺寸可控的铰接联接零件。该工艺的生产过程简单，避免了额外装配联接系统，降低了整体成本，生产效率高的优点，可广泛用于微机电系统生产、医疗器械和假肢制造等领域。
本发明的技术方案是：
一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺。
（1）首先采用通用工艺参数将粉末与粘结剂混炼和造粒，或者直接采用商业的粉末喂料，用粉末注射成形机和普通注射模进行注射成形，得到第一个零件的注射坯，从模具中取出注射坯后，切除浇注系统。
（2）采用包胶模具进行二次成形，将可催化分解的聚合物比如聚甲醛（POM）注入到包含有第一个零件注射坯的型腔，完全填充第一个零件的注射坯与模具型腔中的空隙，形成包覆层。此包覆层的厚度和位置由采用的铰接联接的具体形式和零件形状决定，并由包胶模具的型腔来保证其精度。
（3）再次采用通用工艺、粉末注射成形机和第二个包胶模具对包覆有聚甲醛（POM）的第一个零件的注射坯进行第三次成形，注入第二个零件的粉末喂料，最终得到中间有聚甲醛（POM）层的夹层零件组，此包胶模具在设计和制造过程中一定注意，要确保第一个零件注射坯与第二个零件注射坯之间没有接触点。
（4）在催化脱脂炉中用强酸气氛比如硝酸蒸汽对注射坯进行催化脱脂，中间的聚甲醛（POM）层被分解，分解产物被抽出炉体燃烧。聚甲醛（POM）层被分解后形成的空间成为第一个零件和第二个零件进行相对运动的空隙。
（5）根据材料类型选择通用工艺进一步烧结制成致密的粉末注射成形最终产品。
本发明的优点是：
（1）该工艺的材料覆盖了全部可以注射成形的金属和陶瓷粉末，能可广泛用于微机电系统生产、医疗器械和假肢制造等领域。
（2）该工艺的生产过程简单，可直接使用现有的注射成形设备和现有的脱脂烧结设备，避免了在产品上额外装配联接系统，虽然需要设计制造两套包胶模具，但由于生产批量大，效率高的特点，还是降低了大批量制造的整体成本。
附图说明
    图1是本发明的工艺原理图。
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：利用316L不锈钢粉末喂料注射成形铰链联接的两个金属零件。
（1）粉末喂料采用BASF公司的平均颗粒直径为22um的不锈钢316L喂料，以融化温度190℃，模具温度140℃，保压压力为300bar，注射速度为250mm/s，冷却时间为10s的注射工艺进行注射成形。注射成形机可以采用Battenfeld公司的Microsystem 50微注射成形机，得到第一个零件的注射坯，从模具中取出注射坯后，用小刀切除浇注系统。
（2）采用包胶模具进行二次成形，将聚甲醛（POM）以融化温度190℃，模具温度100℃，保压压力为300bar，注射速度为250mm/s，冷却时间为10s的注射工艺注射到包含有第一个零件注射坯的型腔，完全填充第一个零件的注射坯与模具型腔中的空隙，形成包覆层。此包覆层的厚度约为0.1~0.2mm。
（3）再次采用通用工艺、粉末注射成形机和第二个包胶模具对包覆有聚甲醛（POM）的第一个零件的注射坯进行第三次成形，注射工艺为融化温度190℃，模具温度140℃，保压压力为300bar，注射速度为250mm/s，冷却时间为10s。注入第二个零件的粉末喂料，最终得到中间有聚甲醛（POM）层的夹层零件组注射坯产品。
（4）在催化脱脂炉中加热至110℃，用浓度超过98%的硝酸蒸汽以30ml/h的进酸速度对注射坯进行催化脱脂5~6h，最后通氮气以500l/h的流速进行清洗，中间的聚甲醛（POM）层被分解，分解产物被抽出炉体燃烧。聚甲醛（POM）层被分解后形成的空间成为第一个零件和第二个零件进行相对运动的空隙。
（5）将脱脂后的产品放入烧结炉，为减少变形和开裂，用分段升温的方式烧结，首先以3℃/min的速度从室温升温到600℃，在600℃保温一小时。再以3℃/min的速度从600℃升温到1250℃，在1250℃保温一小时。然后以5℃/min的速度从1250℃降温到600℃，在600℃保温一小时。最后随炉冷却，烧结制成致密的粉末注射成形最终产品。
实施例2：利用氧化锆陶瓷粉末喂料注射成形铰链联接的两个陶瓷零件。
（1）粉末采用平均颗粒直径为7um的氧化锆粉末颗粒，粘结剂采用油基粘结剂。首先在密炼机内加入粘结剂加热融化，再加入氧化锆粉末颗粒，装载量为55%，混炼150分钟，混料温度为160℃。用挤出机三次挤片，三次挤条，挤出温度分别为120℃、135℃、130℃，转速为800r/min，制得条状喂料。
（2）然后在融化温度160℃，模具温度60℃，保压压力为200bar，注射速度为250mm/s，冷却时间为10s的注射工艺进行注射成形。注射成形机可以采用Battenfeld公司的Microsystem 50微注射成形机，得到第一个零件的注射坯，从模具中取出注射坯后，用小刀切除浇注系统。
（3）采用包胶模具进行二次成形，将聚甲醛（POM）以融化温度190℃，模具温度100℃，保压压力为300bar，注射速度为250mm/s，冷却时间为10s的注射工艺注射到包含有第一个零件注射坯的型腔，完全填充第一个零件的注射坯与模具型腔中的空隙，形成包覆层。
（4）再次采用通用工艺、粉末注射成形机和第二个包胶模具对包覆有聚甲醛（POM）的第一个零件的注射坯进行第三次成形，注射工艺为融化温度160℃，模具温度60℃，保压压力为200bar，注射速度为250mm/s，冷却时间为10s。注入第二个零件的粉末喂料，最终得到中间有聚甲醛（POM）层的夹层零件组注射坯产品。
（5）在催化脱脂炉中加热至110℃，用浓度超过98%的硝酸蒸汽以30ml/h的进酸速度对注射坯进行催化脱脂5~6h，最后通氮气以500l/h的流速进行清洗，中间的聚甲醛（POM）层被分解，分解产物被抽出炉体燃烧。然后将产品泡入二氯甲烷3小时脱去粘结剂，并用水浴保温在40℃。
（6）将脱脂后的产品放入烧结炉，在2.5小时内从室温升至800℃，在7个小时内从800℃升至1200℃，在1200℃保温一小时，在4小时内升至1600℃，保温2小时后，在5小时内降到1000℃，最后随炉冷却，烧结制成致密的粉末注射成形最终产品。

Claims (2)

1.一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺，其特征在于：在第一个注射成形零件表面或者铰接联接的第一个零件和第二个零件的界面处，采用第一个包胶模具注射成形一层可催化分解的聚合物包覆层，然后采用第二个包胶模具对含有注射坯的模具型腔再进行注射成形，注入第二个零件的粉末喂料，该聚合物层能在随后的脱脂阶段完全去除，从而制造出不可分离的、尺寸可控的铰接零件。
2.根据权利要求1所述的一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺，其特征在于：
步骤一、首先采用通用工艺参数将粉末与粘结剂混炼和造粒，或者直接采用商业的粉末喂料，用粉末注射成形机和普通注射模进行注射成形，得到第一个零件的注射坯，从模具中取出注射坯后，切除浇注系统；
步骤二、采用包胶模具进行二次成形，将可催化分解的聚合物注入到包含有第一个零件注射坯的型腔，完全填充第一个零件的注射坯与模具型腔中的空隙，形成包覆层；此包覆层的厚度和位置由采用的铰接联接的具体形式和零件形状决定，并由包胶模具的型腔来保证其精度；
步骤三、再次采用通用工艺、粉末注射成形机和第二个包胶模具对包覆有可催化分解的聚合物的第一个零件的注射坯进行第三次成形，注入第二个零件的粉末喂料，最终得到中间有可催化分解的聚合物的夹层零件组注射坯，第一个零件与第二个零件之间没有接触点；
步骤四、在催化脱脂炉中用酸性蒸汽对注射坯进行催化脱脂，中间的可催化分解的聚合物被分解，分解产物被抽出炉体燃烧，可催化分解的聚合物层被分解后形成的空间成为第一个零件和第二个零件进行相对运动的空隙；
步骤五、根据材料类型选用通用工艺进一步烧结制成致密的粉末注射成形最终产品。
CN201410391594.3A 2014-08-11 2014-08-11 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺 Pending CN104117678A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410391594.3A CN104117678A (zh) 2014-08-11 2014-08-11 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410391594.3A CN104117678A (zh) 2014-08-11 2014-08-11 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104117678A true CN104117678A (zh) 2014-10-29

Family

ID=51763443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410391594.3A Pending CN104117678A (zh) 2014-08-11 2014-08-11 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104117678A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106571281A (zh) * 2016-11-04 2017-04-19 北京有色金属研究总院 一种新型气体吸收元件的批量化制备方法
CN107639232A (zh) * 2016-07-21 2018-01-30 宿迁启祥电子科技有限公司 复合结构件的制造方法
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
CN112453407A (zh) * 2020-11-05 2021-03-09 三阳纺织有限公司 滑动件的制作方法、滑动件及应用该滑动件的纺织机械
CN113172728A (zh) * 2021-04-21 2021-07-27 连云港东睦新材料有限公司 一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法
CN114769614A (zh) * 2022-04-24 2022-07-22 江苏精研科技股份有限公司 一种一体式铰链制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993013923A1 (en) * 1990-06-07 1993-07-22 The Dow Chemical Company Injection molding powder greenware composites without knit lines
CN1104729A (zh) * 1993-09-28 1995-07-05 阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂 用于制造联锁部件的方法
CN1126643A (zh) * 1994-08-25 1996-07-17 阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂 制造互锁金属零件的方法
CN102009175A (zh) * 2010-10-08 2011-04-13 李亚东 一种多层壳芯复合结构零件的制备方法
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
US20130136926A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 Seiko Epson Corporation Method for producing composition for injection molding and composition for injection molding
CN103962559A (zh) * 2014-04-24 2014-08-06 曲靖中铭科技有限公司 一种熔芯式金属注射成形工艺

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993013923A1 (en) * 1990-06-07 1993-07-22 The Dow Chemical Company Injection molding powder greenware composites without knit lines
CN1104729A (zh) * 1993-09-28 1995-07-05 阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂 用于制造联锁部件的方法
CN1126643A (zh) * 1994-08-25 1996-07-17 阿图尔-费希尔股份公司费希尔厂 制造互锁金属零件的方法
CN102009175A (zh) * 2010-10-08 2011-04-13 李亚东 一种多层壳芯复合结构零件的制备方法
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
US20130136926A1 (en) * 2011-11-30 2013-05-30 Seiko Epson Corporation Method for producing composition for injection molding and composition for injection molding
CN103962559A (zh) * 2014-04-24 2014-08-06 曲靖中铭科技有限公司 一种熔芯式金属注射成形工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
谭训彦 等: "复杂形状中空陶瓷部件的凝胶注模成型", 《中国陶瓷》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107639232A (zh) * 2016-07-21 2018-01-30 宿迁启祥电子科技有限公司 复合结构件的制造方法
CN106571281A (zh) * 2016-11-04 2017-04-19 北京有色金属研究总院 一种新型气体吸收元件的批量化制备方法
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
CN112453407A (zh) * 2020-11-05 2021-03-09 三阳纺织有限公司 滑动件的制作方法、滑动件及应用该滑动件的纺织机械
CN112453407B (zh) * 2020-11-05 2021-12-24 三阳纺织有限公司 滑动件的制作方法、滑动件及应用该滑动件的纺织机械
CN113172728A (zh) * 2021-04-21 2021-07-27 连云港东睦新材料有限公司 一种采用粉末注射成形由原形件复制零件的方法
CN114769614A (zh) * 2022-04-24 2022-07-22 江苏精研科技股份有限公司 一种一体式铰链制备方法
CN114769614B (zh) * 2022-04-24 2024-02-02 江苏精研科技股份有限公司 一种一体式铰链制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104117678A (zh) 一种生产微尺寸铰接零件的粉末注射成形工艺
CN101609755B (zh) 一种银-金属氧化物电触头材料的制备方法
CN103801695B (zh) 一种金属料浆3d打印无模注射成形方法
CN105108154A (zh) 一种利用粉末注射成形技术制备异形复杂零件的方法
CN100537802C (zh) 一种高致密TiAl基合金制备方法
CN105537595A (zh) 一种无磁17-4ph不锈钢零件的mim制造工艺
CN104588653A (zh) 一种TiAl合金型材的制备方法
CN104690271A (zh) 一种低成本氢化脱氢钛粉的粉末注射成形工艺
CN102225574A (zh) 一种温敏铁氧体注射成形方法
CN105382262A (zh) 一种带内沟槽的导热铜管的制造方法
CN104308157A (zh) 一种粉末冶金工艺方法
CN102773482B (zh) 一种粉末冶金制蝶阀阀杆的方法
CN108421981A (zh) Pom塑件作为可熔芯注射成型的应用
CN105081314A (zh) 一种利用氢化钛粉末制备钛制品的方法
CN102773483A (zh) 一种粉末冶金制截止阀阀座的方法
CN106927820A (zh) 高纯高强高韧氧化锆复合陶瓷结构件及其制备方法
CN110164677B (zh) 一种制备用于3d打印的铁基软磁复合材料丝材
CN104073671A (zh) 金属基纳米碳管复合材料的制造方法
CN103056369A (zh) 粉末冶金制作零件的生产工艺
CN109182832B (zh) 一种碳纳米管增强铜基合金及一种粉末注射成型工艺
CN103433492B (zh) 金属中空制品的粉末吹塑成形方法
CN103042218B (zh) 功能梯度材料成型装置
CN1660527A (zh) 不锈钢粉末的高密度低温温压成形方法
CN106977199A (zh) 高纯超韧氧化锆复合陶瓷齿轮及其制备方法
RU2682512C1 (ru) Устройство для получения изделий из композиционных порошков искровым плазменным спеканием

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141029