CN104625071B - 一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法，包括以下步骤：a.使用第一目数的金属粉末注射成型生坯坯体；b.使用第二目数的金属粉末与固体蜡或液体蜡制成混合均匀的浆体，将浆体混合物涂覆在成型好的生坯坯体表面，其中所述第二目数小于所述第一目数；c.将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结。由本发明制备的粉末注射成型表面孔隙材料特别适于用作消费电子产品如手机的外壳，不仅能减轻产品的重量，而且能使产品的抗摔性更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法。
背景技术
随着材料制作技术的发展，人们对于材料性能提出更高的要求，且对于材料的要求不仅仅是一种单一性能上的要求，更是希望具备多种性能。粉末注射成型表面多孔隙材料具有质量轻和吸收能量好的特性，可用做消音和隔热装置，例如，消音器是控制声音衰减的一种零件，从喷射工程中的吸音材料到助听装置中的衰减器，均有所应用。如何制作质量轻，同时强度大，又具有高消震性能的表面孔隙材料，使其适于作为电子产品外壳的制作材料，是现有技术所面临的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法，包括以下步骤：
a.使用第一目数的金属粉末注射成型生坯坯体，金属粉末例如为不锈钢粉末；
b.使用第二目数的金属粉末与固体蜡或液体蜡制成混合均匀的浆体，将浆体混合物涂覆在成型好的生坯坯体表面，其中所述第二目数小于所述第一目数；
c.将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结。
进一步地：
所述第一目数的金属粉末和所述第二目数的金属粉末为同种金属材料。
所述第一目数的金属粉末为1500～2500目的金属粉末，步骤a中，注射成型时的喷嘴温度为180～230℃，模温为80～150℃，注射压力为170～220MPa。
所述第一目数的金属粉末为1900～2100目的金属粉末，优选为2000目的金属粉末。
所述第二目数的金属粉末为100～300目的金属粉末，步骤b中，先将金属粉末与固体蜡或液体蜡的混合物加热到150～200℃形成浆体，再以15～45MPa的喷射压力，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体的表面。
所述第二目数的金属粉末为180～220目的金属粉末，优选为200目的金属粉末。
步骤c中，脱脂烧结的烧结温度1000～1400℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
步骤c之后还包括以下步骤：
d.对脱脂烧结后的坯体进行进一步热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间4～6小时。
一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法，包括以下步骤：
a.使用1500～2500目的金属粉末注射成型生坯坯体，注射成型用的喷嘴温度为180～230℃，模温为80～150℃，注射压力为170～220MPa；
b.使用100～300目的金属粉末与固体蜡或液体蜡制成混合均匀的浆体，先将金属粉末与固体蜡或液体蜡的混合物加热到150～200℃形成浆体，再以15～45MPa的喷射压力，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体的表面；
c.将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结，脱脂烧结温度1000～1400℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
进一步地，还包括以下步骤：
d.对脱脂烧结后的坯体进行进一步热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间4～6小时。
本发明的有益效果：
本发明中，先使用较大目数的金属粉末注射成型成生坯坯体，再以固体蜡或液体蜡和较小目数的金属粉末制成浆体混合物涂覆在坯体表面，进行脱脂烧结而得到的表面孔隙材料，其致密度和表面孔隙率综合性能佳。而且，由于成型生坯坯体的金属粉末与涂覆生坯坯体所用的混合物中的金属粉末的目数不一样，前者大于后者，而它们以同样的条件同时进行脱脂烧结，借助本发明特别设计的工艺处理方式和加工条件，能够得到综合性能好但致密度和孔隙率在成型产品内外存在差异的产品，产品的表面孔隙率较大而内部孔隙率较小，其一方面有利于减轻产品重量，而其内部又具有很好的强度，另一方面，所获得的产品具有非常良好的消震作用。本发明的粉末注射成型表面孔隙材料特别适于用作消费电子产品如手机的外壳，不仅能减轻产品的重量，而且能使产品的抗摔性更好。
附图说明
图1为根据本发明实例一制作的注射成型表面孔隙材料SEM图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
根据本发明的实施例，一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤a.使用第一目数的金属粉末注射成型生坯坯体；
步骤b.使用第二目数的金属粉末与固体蜡或液体蜡制成混合均匀的浆体(如可以通过喷枪进行喷涂的稠状体)，将浆体混合物涂覆在成型好的生坯坯体表面，其中所述第二目数小于所述第一目数；
步骤c.将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结。
在优选的实施例中，所述第一目数的金属粉末和所述第二目数的金属粉末为同种金属材料。采用同种金属材料粉末，能够有效避免因两种金属材料不同，烧结时每种金属的烧结温度曲线不同，而导致对金属烧结后的产品性能产生负面影响的问题。
在优选的实施例中，第一目数的金属粉末和/或第二目数的金属粉末可以是不锈钢粉末，如316L和17-4PH不锈钢的粉末。
在优选的实施例中，所述第一目数的金属粉末为1500～2500目的金属粉末，更优选的，所述第一目数的金属粉末为1900～2100目的金属粉末。例如，采用1600、1900、2000、2400目的金属粉末。优选的，所述第二目数的金属粉末为100～300目的金属粉末，更优选的，所述第二目数的金属粉末为180～220目的金属粉末，例如，采用120、180、200、250目的金属粉末。优选的，步骤a中，注射成型时的喷嘴温度为180～230℃，如180℃、200℃、220℃、230℃等，模温为80～150℃，如85℃、100℃、120℃、145℃等，注射压力为170～220MPa，如180MPa、190MPa、215MPa等。优选的，步骤b中，先将金属粉末与固体蜡或液体蜡的混合物加热到150～200℃，如160℃、180℃、200℃等，形成浆体，再以15～45MPa的喷射压力，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体的表面。优选的，步骤c中，脱脂烧结的烧结温度1000～1400℃，如1000℃、1250℃、1300℃、1350℃等，脱脂烧结时间为18～21小时，如19小时等等。
在特别优选的实施例中，步骤c之后还包括：步骤d.对脱脂烧结后的坯体进行进一步热处理，热处理温度为500～800℃，如500℃、600℃、750℃，热处理时间4～6小时，如4.5小时、5小时、6小时等。
实例一：
选择合适目数的17-4PH不锈钢粉末进行注射成型坯体，选用的注射金属粉末目数为2000目，注射条件为喷嘴温度180～230℃，模温80～150℃，注射压力170～220MPa。
选择同种金属粉末但目数较小的金属粉末与固体蜡或液体蜡混合均匀，可选用涂覆在生坯坯体表面的金属目数为200目，将目数为200目的金属粉末与固体蜡或液体蜡均匀混合物加热到150～200℃形成浆体，再通过高压气枪，气枪喷射压力15～45MPa，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体表面，涂层厚度为0.1～0.3mm。
将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结，最高烧结温度1320℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
将产品再放入炉中进行热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间4～6小时。
使用涂层致密度测试仪测试产品致密度及使用孔隙率测量仪测量表面孔隙率。测试所得产品致密度是80％～90％(测试注射成型所得生坯烧结出来的那一面)，孔隙率是65～75％。本实施例所得表面孔隙材料的SEM图如图1所示。
实例二：
选择合适目数的不锈钢粉末进行注射成型坯体，可选用的注射金属粉末目数为2000目，注射条件为喷嘴温度180～230℃，模温80～150℃，注射压力170～220MPa。
选择同种金属粉末但目数较小的金属粉末与固体蜡或液体蜡混合均匀，可选用涂覆在生坯坯体表面的金属目数为200目，将目数为200目的金属粉末与固体蜡或液体蜡均匀混合物加热到150～200℃形成浆体，再通过高压气枪，气枪喷射压力15～45MPa，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体表面，涂层厚度为0.1～0.3mm。
将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结，最高烧结温度1260℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
将产品再放入炉中进行热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间4～6小时。
使用涂层致密度测试仪测试产品致密度及使用孔隙率测量仪测量表面孔隙率。测试所得产品致密度是65％～80％(测试注射成型所得生坯烧结出来的那一面)，孔隙率是65～80％。
实例三：
选择合适目数的不锈钢粉末进行注射成型坯体，可选用的注射金属粉末目数为2000目，注射条件为喷嘴温度180～230℃，模温80～150℃，注射压力170～220MPa。
选择同种金属粉末但目数较小的金属粉末与固体蜡或液体蜡混合均匀，可选用涂覆在生坯坯体表面的金属目数为200目，将目数为200目的金属粉末与固体蜡或液体蜡均匀混合物加热到150～200℃形成浆体，再通过高压气枪，气枪喷射压力15～45MPa，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体表面，涂层厚度为0.4～0.6mm。
将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结，最高烧结温度1320℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
将产品再放入炉中进行热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间4～6小时。
使用涂层致密度测试仪测试产品致密度及使用孔隙率测量仪测量表面孔隙率。测试所得产品致密度是80％～90％(测试注射成型所得生坯烧结出来的那一面)，孔隙率是60～70％。
实例四：
选择合适目数的不锈钢粉末进行注射成型坯体，可选用的注射金属粉末目数为2000目，注射条件为喷嘴温度180～230℃，模温80～150℃，注射压力170～220MPa。
选择同种金属粉末但目数较小的金属粉末与固体蜡或液体蜡混合均匀，可选用涂覆在生坯坯体表面的金属目数为200目，将目数为200目的金属粉末与固体蜡或液体蜡均匀混合物加热到150～200℃形成浆体，再通过高压气枪，气枪喷射压力15～45MPa，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体表面，涂层厚度为0.4～0.6mm。
将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结，最高烧结温度1260℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
将产品再放入炉中进行热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间4～6小时。
使用涂层致密度测试仪测试产品致密度及使用孔隙率测量仪测量表面孔隙率。测试所得产品致密度是65％～80％(测试注射成型所得生坯烧结出来的那一面)，孔隙率是60～70％。
从四个实施例的测试数据可知，测试所得产品致密度高，孔隙比较均匀。实施例一中，当涂层厚度为0.1～0.3mm时，最高烧结温度为1320℃时，产品的孔隙比较均匀，材料的致密度和表面孔隙率综合效果达到最佳。
研究发现，成型所用的生坯的粉末与涂覆在生坯表面的粉末目数不一样，脱脂烧结条件一样，烧结出来得到致密度和孔隙率不同的产品，这样产品表面孔隙率大，有利于减轻产品重量，但其内部又具有较好的强度。且这样的产品消震作用好。本发明特别适于用作各种消费电子产品如手机外壳，这样的产品重量轻，耐摔性好。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种粉末注射成型表面孔隙材料的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
a.使用第一目数的金属粉末注射成型生坯坯体，注射成型用的喷嘴温度为180～230℃，模温为80～150℃，注射压力为170～220MPa，其中所述第一目数的金属粉末为1500～2500目的金属粉末；
b.使用第二目数的金属粉末与固体蜡或液体蜡制成混合均匀的浆体，先将金属粉末与固体蜡或液体蜡的混合物加热到150～200℃形成浆体，再以15～45MPa的喷射压力，将浆体混合物喷射涂覆在成型好的生坯坯体的表面，其中所述第二目数的金属粉末为100～300目的金属粉末；
c.将涂覆好的生坯坯体放入脱脂烧结炉进行脱脂烧结，脱脂烧结温度1000～1400℃，脱脂烧结时间为18～21小时。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于,还包括以下步骤：
d.对脱脂烧结后的坯体进行进一步热处理，热处理温度为500～800℃，热处理时间为4～6小时。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述第一目数的金属粉末和所述第二目数的金属粉末为同种金属材料。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述第一目数的金属粉末为1900～2100目的金属粉末。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于,所述第一目数的金属粉末为2000目的金属粉末。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于,所述第二目数的金属粉末为180～220目的金属粉末。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于,所述第二目数的金属粉末为200目的金属粉末。
8.如权利要求1至7任一项所述的制备方法，其特征在于,所述第一目数的金属粉末为不锈钢粉末。
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