CN107745116A - 金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法 - Google Patents

金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法 Download PDF

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CN107745116A CN201710860817.XA CN201710860817A CN107745116A CN 107745116 A CN107745116 A CN 107745116A CN 201710860817 A CN201710860817 A CN 201710860817A CN 107745116 A CN107745116 A CN 107745116A
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Abstract

本发明涉及金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法，其中，金属注射成形蜡基铜喂料包括以下质量份数的铜粉末与粘结剂：铜粉末90～92份，以及，粘结剂8～10份；其中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45～65％，蜂蜡5～20％，环氧大豆油2～20％以及硬脂酸4～20％。上述金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法，适用于金属注射成形工艺，具有加工简单、加工周期短、加工成本低、生产效率高的优点，在具有较好的密度和电阻率的前提下，提升了熔融指数，且降低了产品成本。

Description

金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属注射成形蜡基铜喂料，特别是涉及金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法。
背景技术
随着粉末冶金行业技术的不断提高及迅速推广，它在制造业中的应用度也直线上升。铜基粉末冶金零件也广泛的应用于汽车零件及手机零部件等3C产业。
金属注射成形(Metal injection Molding，MIM)是一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形(near net-shape)技术，众所周知，塑料注射成形技术低廉的价格生产各种复杂形状的制品，但塑料制品强度不高，为了改善其性能，可以在塑料中添加金属或陶瓷粉末以得到强度较高、耐磨性好的制品，近年来，这一设计已发展演变为最大限度地提高固体粒子的含量并且在随后的烧结过程中完全除去粘结剂并使成形坯致密化。
铜基粉末冶金在现阶段应用中主要以压制成型为主。粉末压制成型是将加入少量粘结剂的金属粉末在压制模具中进行干压，形成胚体零件，然后进行烧结及后加工得到最终零件。压制成型适合加工齿轮等汽车结构简单配件，在加工手机传感器等复杂异型结构件，则需要采用CNC、锻压、MIM工艺来完成。相比CNC、锻压工艺，MIM人工利用及制造工艺成本更低。
因此，有必要提供一种适合MIM技术的金属注射成形蜡基铜喂料及其制备方法。
发明内容
基于此，有必要提供一种金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法。
一种金属注射成形蜡基铜喂料，其包括以下质量份数的铜粉末与粘结剂：
铜粉末 90～92份，
粘结剂 8～10份；
其中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
在其中一个实施例中，所述铜粉末的粒度为-200目且振实密度为5.8～6.5g/cm3。
一种铜制件的制备方法，其包括以下步骤：
将上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型；
溶剂脱脂；
烧结。
在其中一个实施例中，注射成型之前，还包括步骤：将上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述铜粉末预热；与上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述粘结剂混合均匀；挤出制粒。
一种铜制件，其采用上述任一项所述制备方法制备得到。
在其中一个实施例中，所述铜制件为异型铜制件。
上述金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法，适用于金属注射成形工艺，具有加工简单、加工周期短、加工成本低、生产效率高的优点，在具有较好的密度和电阻率的前提下，提升了熔融指数，且降低了产品成本。
附图说明
图1为本发明铜制件的制备方法的一个实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明开发出了一种MIM蜡基铜喂料及其制造工艺，结合粉末冶金后段工艺，能够极大地降低了制造成本。本发明一个实施例是，一种金属注射成形蜡基铜喂料，其包括以下质量份数的铜粉末与粘结剂：铜粉末90～92份，以及，粘结剂8～10份；其中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45～65％，蜂蜡5～20％，环氧大豆油2～20％以及硬脂酸4～20％。其中，所述“份”为质量，1份为0.0001至10000克中的某一质量；例如，1份包括0.02克、0.0675克、0.1克、0.1234克、0.2克、0.5克、1克、1.2克、2克、5克、100克、1000克或者10000克等，以此类推，可根据实际情况和比例设置。例如，所述石蜡为58号石蜡，熔点≥58℃；例如，所述石蜡为全精练石蜡；例如，所述全精练石蜡为58号全精炼石蜡，熔点≥58℃。采用58号全精炼石蜡，具有以下优点：抗张强度较高，粘结性好，洁净性高，化学稳定性好，不易分解。例如，采用亿顺石化、长榕石化，茂名石化等等所有可以提供58号全精炼石蜡厂家所生产的58号全精炼石蜡。本发明及其各实施例的粘结剂，采用了较多的蜡质，从而能够有利于生产金属注射成形蜡基铜喂料。
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45～65％，蜂蜡5～10％，环氧大豆油2～10％，硬脂酸4～10％，巴西棕榈蜡5～10％以及高密度聚乙烯10～15％。例如，巴西棕榈蜡可采用高分子蜡等替代；又如，高密度聚乙烯可采用共聚甲醛或乙烯-醋酸乙烯共聚物等替代。例如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡50％，蜂蜡9％，环氧大豆油9％，硬脂酸9％，巴西棕榈蜡8％以及高密度聚乙烯15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡60％，蜂蜡5％，环氧大豆油5％，硬脂酸6％，巴西棕榈蜡10％以及高密度聚乙烯14％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡65％，蜂蜡8％，环氧大豆油2％，硬脂酸10％，巴西棕榈蜡5％以及高密度聚乙烯10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45％，蜂蜡10％，环氧大豆油10％，硬脂酸10％，巴西棕榈蜡10％以及高密度聚乙烯15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡63％，蜂蜡8％，环氧大豆油9％，硬脂酸4％，巴西棕榈蜡6％以及高密度聚乙烯10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡62％，蜂蜡9％，环氧大豆油4％，硬脂酸8％，巴西棕榈蜡5％以及高密度聚乙烯12％。
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45～65％，蜂蜡5～10％，环氧大豆油2～10％，硬脂酸4～10％，高分子蜡5～10％以及高密度聚乙烯10～15％。例如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡50％，蜂蜡9％，环氧大豆油9％，硬脂酸9％，高分子蜡8％以及高密度聚乙烯15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡60％，蜂蜡5％，环氧大豆油5％，硬脂酸6％，高分子蜡10％以及高密度聚乙烯14％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡65％，蜂蜡8％，环氧大豆油2％，硬脂酸10％，高分子蜡5％以及高密度聚乙烯10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45％，蜂蜡10％，环氧大豆油10％，硬脂酸10％，高分子蜡10％以及高密度聚乙烯15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡63％，蜂蜡8％，环氧大豆油9％，硬脂酸4％，高分子蜡6％以及高密度聚乙烯10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡62％，蜂蜡9％，环氧大豆油4％，硬脂酸8％，高分子蜡5％以及高密度聚乙烯12％。例如，所述高分子蜡为WE型或L型高分子蜡。
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45～65％，蜂蜡5～10％，环氧大豆油2～10％，硬脂酸4～10％，巴西棕榈蜡5～10％以及共聚甲醛10～15％。例如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡50％，蜂蜡9％，环氧大豆油9％，硬脂酸9％，巴西棕榈蜡8％以及共聚甲醛15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡60％，蜂蜡5％，环氧大豆油5％，硬脂酸6％，巴西棕榈蜡10％以及共聚甲醛14％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡65％，蜂蜡8％，环氧大豆油2％，硬脂酸10％，巴西棕榈蜡5％以及共聚甲醛10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45％，蜂蜡10％，环氧大豆油10％，硬脂酸10％，巴西棕榈蜡10％以及共聚甲醛15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡63％，蜂蜡8％，环氧大豆油9％，硬脂酸4％，巴西棕榈蜡6％以及共聚甲醛10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡62％，蜂蜡9％，环氧大豆油4％，硬脂酸8％，巴西棕榈蜡5％以及共聚甲醛12％。
在其中一个实施例中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45～65％，蜂蜡5～10％，环氧大豆油2～10％，硬脂酸4～10％，巴西棕榈蜡5～10％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物10～15％。例如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡50％，蜂蜡9％，环氧大豆油9％，硬脂酸9％，巴西棕榈蜡8％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡60％，蜂蜡5％，环氧大豆油5％，硬脂酸6％，巴西棕榈蜡10％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物14％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡65％，蜂蜡8％，环氧大豆油2％，硬脂酸10％，巴西棕榈蜡5％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡45％，蜂蜡10％，环氧大豆油10％，硬脂酸10％，巴西棕榈蜡10％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物15％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡63％，蜂蜡8％，环氧大豆油9％，硬脂酸4％，巴西棕榈蜡6％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物10％。又如，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：石蜡62％，蜂蜡9％，环氧大豆油4％，硬脂酸8％，巴西棕榈蜡5％以及乙烯-醋酸乙烯共聚物12％。
可以理解，各实施例中，粘结剂的组分可采用市售产品，本发明及其各实施例并未对粘结剂的具体组分做出化学层面的改进，只是巧妙地为金属注射成形蜡基铜喂料设计了粘结剂的配方，其中的石蜡、蜂蜡、环氧大豆油、硬脂酸、巴西棕榈蜡、高密度聚乙烯及/或乙烯-醋酸乙烯共聚物等在没有额外限制的前提下，采用市售各款产品俱可，但是技术效果略有差异乃至差异较大。
在其中一个实施例中，所述铜粉末的粒度为-200目且振实密度为5.8～6.5g/cm3，振实密度为铜粉末经过振实后的堆积密度，振实密度的限定有利于降低粘结剂的用量且使得到的制备材料(亦称喂料)具有较好的流动性。网目是表示标准筛的筛孔尺寸的大小。在泰勒标准筛中，所谓网目就是2.54厘米(1英寸)长度中的筛孔数目，简称为目。目数越大，表示颗粒越细。目数前加正负号则表示能否漏过该目数的网孔。负数表示能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；而正数表示不能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸大于网孔尺寸。例如，所述铜粉末的粒度为100％<-200目，即所有的铜粉末均可从200目的筛网的网孔透过。这样的设计，有利于提升最终的铜制件的硬度，亦有利于提升最终的铜制件的熔融指数。
下面再给出一个具体的实施例，粘结剂原料为：石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡、环氧大豆油、硬脂酸以及高密度聚乙烯；所用粉末原料为铜粉末，铜粉末的粒径：-200目，其振实密度Dt：5.8～6.5g/cm3。其中，粘结剂(100％)的质量百分比为：石蜡45～65％；蜂蜡5～10％；巴西棕榈蜡5～10％；环氧大豆油2～10％；硬脂酸4～10％；以及，高密度聚乙烯10～15％。并且，原料中的粘结剂与铜粉末质量比为：(8～10):(92～90)。其中，可采用高分子蜡替代巴西棕榈蜡。
例如，如图1所示，一种铜制件的制备方法，其包括以下步骤：将任一实施例所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型；溶剂脱脂；烧结。例如，将制粒后的任一实施例所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型，具体为：将任一实施例所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型。在其中一个实施例中，注射成型之前，还包括步骤：将上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述铜粉末预热；与上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述粘结剂混合均匀；挤出制粒。例如，一种铜制件的制备方法，其包括以下步骤：将上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述铜粉末预热；与上述任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述粘结剂混合均匀；挤出制粒；将制粒后的任一实施例所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型；溶剂脱脂；烧结。相比传统技术的塑基铜喂料，蜡基铜喂料加工的铜制件异型产品改善了塑基铜烧结后变形严重问题，且能够降低成本约40％～50％。又如，在混合均匀之后以及挤出制粒之前，还执行步骤：降温。例如降温至预设温度或预设温度以下。例如，降温之后，挤出制粒；即挤出然后切割制粒喂料。例如，然后执行以下步骤：将制粒后的任一实施例所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型；溶剂脱脂；烧结。例如，在以下条件进行烧结：最高温度为850～950℃；最高温保温时间为90～180min；烧结时间总长为20～24小时。例如，溶剂脱脂为采用草酸溶剂脱脂，例如，采用草酸溶剂脱脂的环境包括：脱脂温度为120℃～140℃，脱脂时间为3小时～5小时，进草酸量为1g/min～2.5g/min。又如，烧结为采用保护气体进行烧结，例如，保护气体为氢气，烧结最高温度为850～950℃，最高温保温时间为90～180min，烧结时间总长为20小时～24小时，氢气流量为20L/min～50L/min。又如，保护气体为氦气或氩气，烧结最高温度为850～950℃，最高温保温时间为90～180min，烧结时间总长为20小时～24小时，氦气或氩气流量为20L/min～50L/min。
例如，铜粉末预热，包括步骤：在混炼机中将待混合的铜粉末加热到160±5℃；又如，在密封环境下将待混合的铜粉末加热到160±5℃；例如，在密封的混炼机中将待混合的铜粉末加热到160±5℃；这样，可以防止铜粉末氧化。
例如，混合均匀，即将预热的铜粉末与粘结剂混合均匀，包括步骤：将配置好的粘结剂加入已达到所述预定温度的铜粉末中混合，混炼时间30～60min，转25～35r/min，使铜粉末与粘结剂预结成团块状或者泥状，以达到混合均匀的效果；其中，团块状体积是根据混料喂料的质量来决定的。一般混料质量20kg～300kg，对应体积0.036m3～0.54m3。又如，在密封环境下将预热的铜粉末与粘结剂混合均匀，例如，将配置好的粘结剂加入已达到所述预定温度的铜粉末中，在密封环境下混合，混炼时间30～60min，转25～35r/min，使铜粉末与粘结剂预结成团块状或者泥状，以达到混合均匀的效果。
例如，挤出制粒，包括步骤：将混合均匀后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得金属注射成形蜡基铜喂料。
例如，注射成型采用常规注射工艺。
例如，溶剂脱脂(泡油)的条件包括：脱脂温度为60℃～80℃；脱脂时间为5～10小时；脱脂溶剂为脱蜡王(即煤油)，或者，脱蜡王可用三氯乙烯替代。
例如，烧结工艺的条件包括：最高温度为850～950℃；最高温保温时间为90～180min；烧结时间总长为20～24小时。
例如，试样标准样件以100mm模型长条规格：100mm*10mm*1～3mm，即L(长)100mm*W(宽)10mm*δ(厚)1～3mm的标准试样，经常规注射成形工艺成形、脱脂及烧结处理，得到金属注射成形蜡基铜喂料，测试结果如下：熔融指数为1000～2000g/cm3；烧结后密度为8.8±0.05g/cm3；电阻率为1.75*10-8Ω·m。
本发明及其各实施例，相比压铸、CNC等传统工艺，极大地节约了人工及制造成本，且现市场MIM铜喂料价格约200元/kg，本发明及其各实施例MIM铜喂料成本约100元/kg±8元/kg(不同粘结剂配方有所浮动)，原料成本上节约成本50％左右。
例如，在烧结之后，或者在烧结得到铜制件之后，或者在烧结得到铜制件及其后续常规加工之后，或者在得到铜制件之后，所述铜制件的制备方法还包括检测步骤。
例如，所述检测步骤包括以下步骤：将所述铜制件置于二次元测量平台上；测量所述铜制件于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；对于所述铜制件的每一侧面，将一个拼接长方体的一侧面与所述铜制件待测量的一侧面相接触，并使所述铜制件相对于所述拼接长方体位于预设位置，其中，所述拼接长方体由两个相同的直角三棱镜拼接而成；测量所述拼接长方体对所述铜制件的该侧面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；直至测量完成所述铜制件的每一侧面的尺寸；将两个所述拼接长方体对称并排置于所述二次元测量平台上，将所述铜制件置于其中一个所述拼接长方体上，测量另一个所述拼接长方体对所述铜制件的底面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸。这样，能够精确测量制备得到的铜制件的各个面的微结构，特别适合微结构数量众多以及微结构尺寸不规则的铜制件的全尺寸测量，简化了测量工序，降低了品质检测的难度，提升了测量效率。
例如，所述检测步骤包括以下步骤。
例如，将所述铜制件置于二次元测量平台上；例如，将所述铜制件置于二次元测量平台的检测面上；例如，将所述铜制件置于二次元测量平台的承载面上；例如，所述铜制件的最大尺寸小于10毫米，即，所述铜制件的长、宽、高、厚或直径等中的最大一个的尺寸小于10毫米。又如，所述铜制件的最大尺寸小于5毫米。例如，采用自动夹持组件将所述铜制件夹持放置于二次元测量平台上；例如，采用自动夹持组件将所述铜制件夹持放置于二次元测量平台的检测面上；例如，自动夹持组件为具有夹持结构的自动机械臂，这样，有利于实现无人自动测量。
例如，测量所述铜制件于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；例如，采用二次元测量仪测量所述铜制件于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；例如，测量所述铜制件于所述二次元测量平台的承载面上朝向所述二次元测量平台的测量方向的尺寸；例如，预先设置二次元测量仪及其二次元测量平台，然后，将所述铜制件置于二次元测量平台上；然后，采用二次元测量仪测量所述铜制件于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸。例如，将所述铜制件置于二次元测量平台上，所述铜制件与所述二次元测量平台之间具有接触面；例如，将所述铜制件置于二次元测量平台的检测面上，所述铜制件与所述二次元测量平台的检测面具有接触面；即接触面为所述铜制件的与所述二次元测量平台或其检测面相接触的一面。这样，可以检测得到所述铜制件的一面，亦可理解为所述铜制件的顶面或者所述铜制件朝向二次元测量仪检测方向的一面。
例如，对于所述铜制件的每一侧面，将一个拼接长方体的一侧面与所述铜制件待测量的一侧面相接触，并使所述铜制件相对于所述拼接长方体位于预设位置，其中，所述拼接长方体由两个相同的直角三棱镜拼接而成；测量所述拼接长方体对所述铜制件的该侧面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；直至测量完成所述铜制件的每一侧面的尺寸；例如，分别测量所述铜制件的每一侧面，直至测量完成所述铜制件的每一侧面的尺寸；测量所述铜制件的一侧面，包括以下步骤：将一个拼接长方体置于所述铜制件的该侧面旁并使所述拼接长方体的一侧面与所述铜制件相接触，并使所述铜制件相对于所述拼接长方体位于预设位置，测量所述拼接长方体对所述铜制件的该侧面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸。这样，可以方便且准确地测量得到所述铜制件的一侧面的细节尺寸，包括了该侧面的各个微结构的尺寸，特别适合同一侧面具有多项需要控制的微结构的铜制件的测量。一个例子是，将一个拼接长方体的一侧面与所述铜制件待测量的一侧面相接触，包括：将一个拼接长方体置于所述铜制件待测量的一侧面旁并使所述拼接长方体的一侧面与所述铜制件待测量的一侧面相接触；或者，将所述铜制件置于一个拼接长方体的一侧面旁并使所述铜制件待测量的一侧面与所述拼接长方体的一侧面相接触。可以理解，拼接长方体的底面即为直角三棱镜的底面；拼接长方体的侧面即为直角三棱镜于其中直角三角形的腰所在的侧面，直角三棱镜于其中直角三角形的斜边所在的侧面为该拼接长方体的拼接面。
在其中一个实施例中，预先将两个相同的直角三棱镜拼接为一个所述拼接长方体。例如，将所述铜制件置于二次元测量平台上之前，所述检测步骤还包括以下步骤：预先将两个相同的直角三棱镜拼接为一个所述拼接长方体。又如，将所述铜制件置于二次元测量平台上之前，所述检测步骤还包括以下步骤：预先将四个相同的直角三棱镜拼接为两个相同的所述拼接长方体。在其中一个实施例中，所述直角三棱镜为等腰直角三棱镜，其中，等腰直角三棱镜即全反射棱镜。这样，可以实现相应的全反射效果。
在其中一个实施例中，所述铜制件与所述二次元测量平台的接触面为所述铜制件的轴线与二次元测量平台的轴线相重合的一面。在其中一个实施例中，所述预设位置的中点为任一所述直角三棱镜的棱的中点位置。其中，棱镜的折射面和反射面统称工作面，两工作面的交线称为棱，垂直棱的截面称为主截面。在其中一个实施例中，所述预设位置的中点为两所述直角三棱镜的接触面的棱的中点位置。这样，将所述铜制件在相对于所述拼接长方体的中间位置与所述拼接长方体相接触，使得所述铜制件相对于所述拼接长方体的反射方向和反射位置都是可以预期的，从而有利于提升测量效率。一个例子是，所述拼接长方体滑动设置于二次元测量平台的滑轨上，且受控自动移动，此时，二次元测量仪无需移动，只需按程序自动调整二次元测量平台上的所述拼接长方体的位置与所述铜制件即可，这样，可以实现自动测量所述铜制件的一侧面乃至于所述铜制件的每一侧面，极大提升了批量产品的测量效率，具有无可比拟的快速测量、快速出货的效果。
例如，将所述铜制件置于二次元测量平台上，包括：将所述铜制件置于二次元测量平台的托盘上；又如，将所述铜制件置于二次元测量平台上，具体为：将所述铜制件置于二次元测量平台的托盘上；例如，所述托盘转动设置于所述二次元测量平台上，一个例子是，所述托盘受控转动设置于所述二次元测量平台上；一个例子是，将所述铜制件置于二次元测量平台的托盘上，包括：将所述铜制件置于二次元测量平台的托盘上且所述铜制件至少一侧面凸出于所述托盘，以使所述铜制件的待测量的一侧面能够与所述拼接长方体相接触。一个例子是，将所述铜制件置于二次元测量平台的托盘上，包括：将所述铜制件固定于二次元测量平台的托盘上且所述铜制件至少一侧面凸出于所述托盘；例如，将所述铜制件磁吸固定于二次元测量平台的托盘上，或者，将所述铜制件卡扣固定于二次元测量平台的托盘上；又一个例子是，将所述铜制件夹持固定于二次元测量平台的托盘上；这样，测量所述铜制件于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸之后，可以方便地通过转动所述托盘或者控制所述托盘，调整所述铜制件的每一侧面与所述拼接长方体相接触。这样的设计，有利于实现自动化测量，尤其是技术改进之后可以达到无需人工干预的全自动测量效果。又一个例子是，所述拼接长方体固定设置于二次元测量平台上，且所述托盘受控自动转动，此时，二次元测量仪无需移动，只需按程序自动调整二次元测量平台上的所述托盘的位置即可，这样，可以实现自动测量所述铜制件的一侧面乃至于所述铜制件的每一侧面，极大提升了批量产品的测量效率，具有无可比拟的快速测量、快速出货的效果。
例如，将两个所述拼接长方体对称并排置于所述二次元测量平台上，将所述铜制件置于其中一个所述拼接长方体上，测量另一个所述拼接长方体对所述铜制件的底面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸。这样，通过全反射效应，可以实现对于所述铜制件的底面的测量。在其中一个实施例中，在测量所述铜制件的底面时，两个所述拼接长方体相对于两者的接触面对称设置。在其中一个实施例中，两个所述拼接长方体的接触面的底边为四个直角三棱镜的棱。这样，可以实现相应的全反射效果。又如，在测量所述铜制件的底面时，还分别从两个所述拼接长方体的侧面提供微光照明，所述微光照明的发光方向垂直于所述拼接长方体的侧面，以在所述拼接长方体内部的两个直角三棱镜的拼接面上实现与二次元测量平台的检测面相反的全反射，从而在提供辅助照明的同时，避免对于二次元测量仪测量所述铜制件的底面造成干扰。
一个例子是，所述铜制件具有底面，以便能够放置于二次元测量平台上；又一个例子是，二次元测量平台上设置有固定结构，所述固定结构用于将所述铜制件固定于二次元测量平台上；例如，所述固定结构通过所述铜制件的底部将所述铜制件固定于二次元测量平台上。例如，所述铜制件为六面体或者具有类似于六面体结构；例如，所述铜制件大体上具有六个不规则面，每一不规则面为多个平面及/或曲面的组合。在其中一个实施例中，所述铜制件具有六侧面。
又一个实施例，所述检测步骤包括以下各步骤。放置步骤：将所述铜制件置于二次元测量平台上；顶面测量步骤：测量所述铜制件于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；侧面测量步骤：对于所述铜制件的每一侧面，将一个拼接长方体的一侧面与所述铜制件待测量的一侧面相接触，并使所述铜制件相对于所述拼接长方体位于预设位置，其中，所述拼接长方体由两个相同的直角三棱镜拼接而成；测量所述拼接长方体对所述铜制件的该侧面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸；直至测量完成所述铜制件的每一侧面的尺寸；底面测量步骤：将两个所述拼接长方体对称并排置于所述二次元测量平台上，将所述铜制件置于其中一个所述拼接长方体上，测量另一个所述拼接长方体对所述铜制件的底面的反射投影于所述二次元测量平台的检测面上的尺寸。
一个例子是，侧面测量步骤中，或者在测量所述铜制件的侧面时，或者对于所述铜制件的每一侧面进行测量时，二次元测量平台、二次元测量仪及拼接长方体保持不动，通过移动或旋转所述铜制件以使所述铜制件待测量的一侧面与所述拼接长方体的一侧面相接触，这样，无需调整二次元测量平台、二次元测量仪及拼接长方体的位置或测量参数，从而可以实现快速、高效的二次元测量；又如，二次元测量平台、二次元测量仪及拼接长方体保持不动，通过自动移动或旋转所述铜制件以使所述铜制件待测量的一侧面与所述拼接长方体的一侧面相接触，从而能够实现自动测量所述铜制件每一侧面的效果。
这样，能够精确测量铜制件的各个面的微结构，可以对于具有多项需要控制的微结构的各种复杂结构的铜制件实现全尺寸测量，简化了测量工序，降低了品质检测的难度，提升了测量效率，在提升产品出厂检测过程的同时还降低了出厂产品的瑕疵率。
一种铜制件，其采用任一实施例所述制备方法制备得到。在其中一个实施例中，所述铜制件为异型铜制件。
上述金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法，适用于金属注射成形工艺，具有加工简单、加工周期短、加工成本低、生产效率高的优点，在具有较好的密度和电阻率的前提下，提升了熔融指数，且降低了产品成本。
下面再给出几个具体的实施例，本领域的技术人员可以理解，本发明及其各实施例的金属注射成形蜡基铜喂料可以制得多种铜制件，尤其是异型铜制件，乃至小型的复杂异型铜制件。
实施案例一：
金属注射成形蜡基铜喂料包括：
铜粉末 18kg；以及，
粘结剂 2kg。
例如1份为0.2kg，铜粉末为90份，粘结剂为10份。
铜粉末预热：在混炼机中将待混合的铜粉末加热到160℃，密封预热以防止氧化。
混料：将配置好的粘结剂加入已达到所述预定温度的铜粉末中混合，混炼时间45min，转35r/min，使铜粉末与粘结剂预结成团块状或泥状，并混合均匀。
挤出制粒：将混合均匀后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。
注射成型：常规注射工艺。
溶剂脱脂(泡油)：脱脂温度为70℃，脱脂时间为8小时，脱脂溶剂为脱蜡王(一种市售煤油产品)或者煤油。
烧结：最高温度为910℃，最高温保温时间为120min，烧结时间总长为24小时。
得到最终产品，测得产品数据如下：熔融指数为1500g/cm3，烧结后密度为8.83g/cm3，电阻率为1.75*10-8Ω·m。
实施案例二：
金属注射成形蜡基铜喂料包括：
铜粉末 18.4kg(92％＝18.4/20)；以及，
粘结剂 1.60kg(8％＝1.60/20)。
例如1份为0.2kg，铜粉末为92份，粘结剂为8份。
铜粉末预热：在混炼机中将待混合的铜粉末加热到165℃，密封预热以防止氧化。
混料：将配置好的粘结剂加入已达到所述预定温度的铜粉末中混合，混炼时间60min，转35r/min，使铜粉末与粘结剂预结成团块状或泥状，并使铜粉末与粘结剂混合均匀。
挤出制粒：将混合均匀后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。
注射成型：常规注射工艺。
溶剂脱脂(泡油)：脱脂温度为70℃，脱脂时间为8小时，脱脂溶剂为脱蜡王。
烧结：最高温度为900℃，最高温保温时间为180min，烧结时间总长为20小时。
得到最终产品，测得产品数据如下：熔融指数为1750g/cm3，烧结后密度为8.85g/cm3，电阻率为1.75*10-8Ω·m。
实施案例三：
金属注射成形蜡基铜喂料包括：
铜粉末 18kg(90％＝18/20)；以及，
粘结剂 2.0kg(10％＝2.0/20)。
例如1份为0.2kg，铜粉末为90份，粘结剂为10份。
铜粉末预热：在混炼机中将待混合的铜粉末加热到160℃，密封预热以防止氧化。
混料：将配置好的粘结剂加入已达到所述预定温度的铜粉末中混合，混炼时间45min，转35r/min，使铜粉末与粘结剂预结成团块状或泥状，并使铜粉末与粘结剂混合均匀。
挤出制粒：将混合均匀后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。
注射成型：常规注射工艺。
溶剂脱脂(泡油)：脱脂温度为80℃，脱脂时间为10小时，脱脂溶剂为脱蜡王。
烧结：最高温度为850℃，最高温保温时间为120min，烧结时间总长为24小时。
得到最终产品，测得产品数据如下：熔融指数为1300g/cm3，烧结后密度为8.80g/cm3，电阻率为1.75*10-8Ω·m。
实施案例四：
金属注射成形蜡基铜喂料包括：
铜粉末 18.4kg(92％＝18.4/20)；以及，
粘结剂 1.60kg(8％＝1.60/20)。
例如1份为0.2kg，铜粉末为92份，粘结剂为8份。
铜粉末预热：在混炼机中将待混合的铜粉末加热到160℃，密封预热以防止氧化。
混料：将配置好的粘结剂加入已达到所述预定温度的铜粉末中混合，混炼时间45min，转35r/min，使铜粉末与粘结剂预结成团块状或泥状，并使铜粉末与粘结剂混合均匀。
挤出制粒：将混合均匀后的物料送入挤出机，塑化、挤出，并进行造粒，制得粉末注射成型喂料。
注射成型：常规注射工艺。
溶剂脱脂(泡油)：脱脂温度为75℃，脱脂时间为8小时，脱脂溶剂为脱蜡王。
烧结：最高温度为890℃，最高温保温时间为150min，烧结时间总长为24小时。
得到最终产品，测得产品数据如下：熔融指数为1700g/cm3，烧结后密度为8.80g/cm3，电阻率为1.75*10-8Ω·m。
对比案例：市场塑基铜喂料，加工方式采用常规塑基喂料MIM工艺，标准件采用L100mm*W10mm*δ1～3mm的标准试样。测得产品数据：熔融指数为850g/cm3，烧结后密度为8.80g/cm3，电阻率为1.75*10-8Ω·m。实施案例一至四与对比案例的比较如下表所示。
实施案例一 实施案例二 实施案例三 实施案例四 对比案例
熔融指数 1500g/cm3 1750g/cm3 1300g/cm3 1700g/cm3 850g/cm3
烧结后密度 8.83g/cm3 8.85g/cm3 8.80g/cm3 8.80g/cm3 8.80g/cm3
电阻率 1.75*10-8Ω·m 1.75*10-8Ω·m 1.75*10-8Ω·m 1.75*10-8Ω·m 1.75*10-8Ω·m
样品 形状稳定 形状稳定 形状稳定 形状稳定 变形
也就是说，在电阻率得到良好保障的前提下，上述实施案例一与实施案例二烧结后密度较高，且对比案例的熔融指数很低，上述实施案例一至实施案例四的熔融指数显著高于对比案例，其中，上述实施案例二与实施案例四的熔融指数较高；且测试了多个对比案例的样品分别发生不同程度变形，而上述实施案例一至实施案例四均未出现此明显变形。因此，本发明及其各实施例在具有较好的密度和电阻率的前提下，提升了熔融指数，从而提升了样品的实际使用寿命。
需要说明的是，本发明的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的金属注射成形蜡基铜喂料、铜制件及其制备方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属注射成形蜡基铜喂料，其特征在于，包括以下质量份数的铜粉末与粘结剂：
铜粉末 90～92份，
粘结剂 8～10份；
其中，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
2.根据权利要求1所述金属注射成形蜡基铜喂料，其特征在于，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
3.根据权利要求1所述金属注射成形蜡基铜喂料，其特征在于，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
4.根据权利要求1所述金属注射成形蜡基铜喂料，其特征在于，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
5.根据权利要求1所述金属注射成形蜡基铜喂料，其特征在于，所述粘结剂包括以下质量比例的组分：
6.根据权利要求1所述金属注射成形蜡基铜喂料，其特征在于，所述铜粉末的粒度为-200目且振实密度为5.8～6.5g/cm3。
7.一种铜制件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1至6中任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料注射成型；
溶剂脱脂；
烧结。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，注射成型之前，还包括步骤：将权利要求1至6中任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述铜粉末预热；与权利要求1至6中任一项所述金属注射成形蜡基铜喂料的所述粘结剂混合均匀；挤出制粒。
9.一种铜制件，其特征在于，采用如权利要求7或8所述制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述铜制件，其特征在于，其为异型铜制件。
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