CN107414083A - 一种金属射出成形的方法及其所制造的金属工件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属射出成形的方法，包含下列步骤：将一金属射出成形射料通过一射出工艺形成一生胚，接着将该生胚置放于一具有一磁吸力的硬磁承载盘上而通过该磁吸力固定于该硬磁承载盘上，之后将该硬磁承载盘送至一去毛边设备以进行一去毛边工艺而使该生胚的毛边移除，再将该硬磁承载盘送至一脱脂设备以进行一脱脂工艺而使该生胚内的黏结剂材料至少部分移除，最后将该生胚送至一加热设备并通过一烧结工艺对该生胚进行加热而烧结成为一金属工件；其中，该生胚于进入该去毛边设备前直至离开该脱脂设备后是以单一具有该磁吸力的硬磁承载盘运送。本发明可解决金属射出成形工艺中具有较为繁琐的去毛边及脱脂过程以及产品质量不佳的问题。

Description

一种金属射出成形的方法及其所制造的金属工件

技术领域

本发明涉及一种金属射出成形的方法及其所制造的金属工件，尤指一种特殊的磁性承载盘及将其使用于去毛边及脱脂工艺的方法及其所制造的金属工件。

背景技术

在金属工件制造的范畴中，金属射出成形(Metal Injection Molding，简称MIM)工艺适合用于生产形状复杂，且需符合高密度与高精度需求者，因此在特定的应用具有优越的竞争性。

传统的金属射出成形如中国台湾发明专利公告第I272172号，提出一种增加混料均匀度的方法，其步骤如下：(a)原料配比：将金属粉末以铁粉：镍粉：铜粉重量百分比＝90：6：4，再与黏结剂以低密度聚乙烯：聚醋酸乙烯酯：石油蜡：硬酯酸＝12：12：61：15的重量百分比；(b)混练：混练温度在120～160℃，等升温阶段结束后，降温阶段的混料置于特定温度环境中控温，由于控温是于黏结剂软化点和常温之间，选取一特定温度区间控温，混料经持温搅拌处理后，此时炉冷至50℃，转速10rpm，持续一小时，再关闭电源，完成降温阶段；(c)分离：为将混料后再经过分离程序取出所需的粒度分布，其是以筛网滤除大于1.5厘米和小于1毫米的混料，取介于两者之间作为主射料；(d)成形：经射出成形方式制成生胚；(e)脱脂：先溶剂脱脂再热脱脂，将射出的试片直接置入溶剂中脱脂；(f)烧结：将脱脂后的半成品放置于烧结炉内，设定烧结温度1250℃，2小时，将脱脂生胚予以烧结。

另可参照美国发明专利公告第US 9,085,028 B2号，提出一种使用金属粉末射出成形制造多个气门机构零件的方法，包括：将一金属粉末和一黏结剂混合而得到一用于射出成形的原料；将该原料注入一气门机构零件形状的一模具中而形成一成形体；从该成形体以溶剂去除部分黏结剂；对去除部分黏结剂的该成形体进行热脱脂以及烧结而形成一烧结体；对该烧结体进行尺寸加工；对尺寸加工后的该烧结体进行真空渗碳；以及对真空渗碳处理后的该烧结体进行抛光。

于以上现有技术之中，当该生胚因模具使用过久，产生磨耗，导致毛边产生，于去毛边的过程中，若该生胚未固定在该承载盘上时，该生胚易倒塌或移位，故常需特别制作治具以固定该生胚，又因该承载盘常以塑料或橡胶制成，当进行溶剂脱脂时，塑料、橡胶类的该承载盘易与溶剂反应而侵蚀或破裂，所以通常在去毛边及脱脂时需要置放于不同的承载盘或治具上进行，然而，此作法不仅要准备多个承载盘以供替换，使工艺过于繁琐外，更可能于更换承载盘的过程中造成生胚的毁损。此外，该生胚进行溶剂脱脂时会受到溶剂侵入而与该黏结剂起反应，因而造成应力，此时若没有将胚体固定住，将易导致工件变形，造成产品良率不佳的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种金属射出成形的方法，解决现有金属射出成形工艺中具有较为繁琐的去毛边及脱脂过程以及产品质量不佳的问题。

为达上述目的，本发明提供一种金属射出成形的方法，包含下列步骤：

将一含有一金属粉及一黏结剂的金属射出成形射料通过一射出工艺于一模具中形成一生胚；

将该生胚自该模具中取出，并置放于一具有一磁吸力的硬磁承载盘上而通过该磁吸力将该生胚固定于该硬磁承载盘上；

将该硬磁承载盘送至一去毛边设备以对该生胚进行一去毛边工艺而使该生胚的毛边移除；

将该硬磁承载盘送至一脱脂设备以对该生胚进行一脱脂工艺而使该生胚内的该黏结剂材料至少部分移除；以及

将该生胚送至一加热设备并通过一烧结工艺对该生胚进行加热而烧结成为一金属工件；

其中，该生胚于进入该去毛边设备前直至离开该脱脂设备后是以单一具有该磁吸力的硬磁承载盘运送。

其中，该脱脂工艺选自一溶剂脱脂、一加热脱脂、一真空脱脂及一触媒脱脂所组成的群组。

其中，该硬磁承载盘是以不与一溶剂反应的材料所制成，该溶剂为选自己烷、庚烷和三氯乙烯所组成的群组。

其中，该硬磁承载盘的材料为钡系铁氧磁体。

其中，该硬磁承载盘具有一固定部，该固定部固定该生胚避免该生胚变形。

其中，该去毛边工艺是以一机械力将该毛边去除。

其中，该硬磁承载盘具有一介于30高斯至2000高斯之间的磁场强度。

为达上述目的，本发明还提供一种金属工件，是以前述方法制造得到。

由以上可知，本发明相较于现有技术可达到的功效在于，利用该磁吸力将该生胚紧固于该硬磁承载盘上，且仅通过单一硬磁承载盘于该去毛边工艺及该脱脂工艺中进行运送，并非现有的非磁性承载盘仅供生胚放置而无固定的功能，并因此导致生胚的破损率过高。此外，于不同的去毛边及脱脂工艺需更换不同的承载盘或治具，导致生产成本提高，故本发明的金属射出成形的制造流程更为简便，且提高产品的质量稳定度。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例中，该硬磁承载盘的立体示意图。

图2为本发明一实施例中，以该喷砂方式进行该去毛边工艺的示意图。

图3为本发明一实施例中，以该滚轮毛刷式进行该去毛边工艺的示意图。

图4为本发明一实施例中，具有固定部的该硬磁承载盘的立体示意图。

其中，附图标记：

10 生胚

20 硬磁承载盘

30 砂料

40 毛刷

10A 生胚

20A 硬磁承载盘

201A 固定部

具体实施方式

涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请搭配参阅图1至图3所示，分别为本发明一实施例中该硬磁承载盘的立体示意图、本发明一实施例中以该喷砂方式进行该去毛边工艺的示意图以及本发明一实施例中以该滚轮毛刷式进行该去毛边工艺的示意图，本发明为一种金属射出成形的方法及其所制造的金属工件，制造步骤流程如下：

步骤S1：将一含有一金属粉及一黏结剂的金属射出成形射料通过一射出工艺于一模具中形成一生胚10。

步骤S2：如图1所示，将该生胚10自该模具中取出，并置放于一具有一磁吸力的硬磁承载盘20上且通过该磁吸力将该生胚10固定于该硬磁承载盘20上。于本实施例中，该硬磁承载盘20为一平板状且具有该磁吸力的铁氧磁体硬磁磁盘。于本发明的一实施例中，该硬磁承载盘20较佳地具有一介于30高斯至2000高斯之间的磁场强度，如磁场强度太小，则该硬磁承载盘20将无法有效固定该生胚10，使该生胚10容易于工艺中脱落；而如磁场强度太大，该生胚10将难以从该硬磁承载盘20取下，且容易造成破坏。

步骤S3：将载有该生胚10的该硬磁承载盘20送至一去毛边设备以对该生胚10进行一去毛边工艺而使该生胚10的表面周围处的毛边移除，其中该去毛边工艺是以一机械力的方式将该毛边去除。于本发明中，该去毛边工艺的方式可为一喷砂式、一滚轮毛刷式、一平移毛刷式、一手动式或上述组合。于本发明一实施例中，如图2所示，该去毛边工艺是以该喷砂式进行，该喷砂式的一砂料30可采用玻璃砂或金刚砂，将载有该生胚10的该硬磁承载盘20放置于该去毛边设备的一腔体内，并将该砂料30喷向该生胚10以去除该毛边，由于该硬磁承载盘20具有该磁吸力而将该生胚10固定住，故该砂料30撞击该生胚10时也不会使该生胚10晃动、移位或堆叠，进而造成该生胚10变形或缺角等问题。于本发明另一实施例中，如图3所示，该去毛边工艺亦可以该滚轮毛刷式进行，该滚轮毛刷式的一毛刷40可采用鬃毛，借由该毛刷40滚刷于该生胚10以去除该毛边。

步骤S4：将载有该生胚10的该硬磁承载盘20送至一脱脂设备，以对该生胚10进行一脱脂工艺而使该生胚10内的该黏结剂至少部分移除，例如移除该黏结剂中的蜡。于本发明中，该脱脂工艺的脱脂方式可为一溶剂脱脂、一加热脱脂、一真空脱脂、一触媒脱脂或上述组合。于本发明一实施例中，该脱脂工艺是以该溶剂脱脂来进行，该脱脂设备为一储液槽，将载有该生胚10的该硬磁承载盘20放置于充满一溶剂的该储液槽中进行脱脂，由于该硬磁承载盘20具有该磁吸力而将该生胚10固定住，当该硬磁承载盘20浸入该储液槽的过程中或当该溶剂流动时也不会使该生胚10晃动、移位、堆栈，进而造成该生胚10变形或缺角等问题。于本发明中，该硬磁承载盘20是以不与该溶剂反应的材料所制成，例如具硬磁特性的钡系铁氧磁体(又称氧化钡磁石，Barium Ferrite)，但不以此为限，其中该溶剂为选自己烷、庚烷和三氯乙烯或其它溶剂所组成的群组。另外，当该溶剂扩散浸入该生胚10时会产生一膨润现象，此现象易导致该生胚10发生弯曲及变形，由于该硬磁承载盘20具有该磁吸力而能将该生胚10牢靠地固定住，故可减少该生胚10产生变形的问题。以上仅以该溶剂脱脂为举例，可依实际需求而有不同的脱脂方式，并不以本申请的举例为限。

步骤S5：将脱脂后的该生胚10置于一陶瓷盘上，并通过一烧结工艺对该生胚10进行加热而烧结成为一金属工件。

请参阅图4所示，为本发明一实施例中具有固定部的该硬磁承载盘的立体示意图，本实施例是以图1作为基础，并于一硬磁承载盘20A的一表面上置放一可被该硬磁承载盘20A吸住的固定部201A，或于制造该硬磁承载盘20A时即一体成形该固定部201A，以供一非平整底面的生胚10A放置，使该生胚10A牢靠地固定于该硬磁承载盘20A的该表面上。可依实际需求而调整不同位置及形状的该固定部201A，不以本申请的举例为限。

综上所述，由于本发明是利用该磁吸力将该生胚紧固于该硬磁承载盘上，且仅通过单一硬磁承载盘于该去毛边设备及该脱脂设备中进行运送且该硬磁承载盘为氧化铁磁盘，并非现有的非磁性承载盘仅供生胚放置而无固定的功能且承载盘是由会与溶剂起反应的塑料或橡胶材料制成，前者易造成生胚在运送或受到去毛边的机械力施压时倾倒，后者需于不同的去毛边或脱脂工艺中更换不同的该承载盘。因此，本申请所提出的金属射出成形的制造流程更为简便，且提高产品的质量稳定度。另外，借由该固定部的设置，该硬磁承载盘可供非平整底面的该生胚置放，使该生胚更稳定地固定于该硬磁承载盘的该表面上。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种金属射出成形的方法，其特征在于，包含下列步骤：

将一含有一金属粉及一黏结剂的金属射出成形射料通过一射出工艺于一模具中形成一生胚；

将该生胚自该模具中取出，并置放于一具有一磁吸力的硬磁承载盘上而通过该磁吸力将该生胚固定于该硬磁承载盘上；

将该硬磁承载盘送至一去毛边设备以对该生胚进行一去毛边工艺而使该生胚的毛边移除；

将该硬磁承载盘送至一脱脂设备以对该生胚进行一脱脂工艺而使该生胚内的该黏结剂材料至少部分移除；以及

将该生胚送至一加热设备并通过一烧结工艺对该生胚进行加热而烧结成为一金属工件；

其中，该生胚于进入该去毛边设备前直至离开该脱脂设备后是以单一具有该磁吸力的硬磁承载盘运送。

2.根据权利要求1所述的金属射出成形的方法，其特征在于，该脱脂工艺选自一溶剂脱脂、一加热脱脂、一真空脱脂及一触媒脱脂所组成的群组。

3.根据权利要求1所述的金属射出成形的方法，其特征在于，该硬磁承载盘是以不与一溶剂反应的材料所制成，该溶剂为选自己烷、庚烷和三氯乙烯所组成的群组。

4.根据权利要求1所述的金属射出成形的方法，其特征在于，该硬磁承载盘的材料为钡系铁氧磁体。

5.根据权利要求1所述的金属射出成形的方法，其特征在于，该硬磁承载盘具有一固定部，该固定部固定该生胚避免该生胚变形。

6.根据权利要求1所述的金属射出成形的方法，其特征在于，该去毛边工艺是以一机械力将该毛边去除。

7.根据权利要求1所述的金属射出成形的方法，其特征在于，该硬磁承载盘具有一介于30高斯至2000高斯之间的磁场强度。

8.一种金属工件，其特征在于，是以权利要求1至7任一项的方法制造得到。