CN108311689B - 粉末注射成型喂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉末注射成型喂料及其制备方法和应用，该粉末注射成型喂料包括铜金属粉末以及成型剂，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯‑乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛。聚乙烯‑乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粒径均为100μm以下，与铜金属粉末处于同一粒径层级，使得成型剂能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。通过上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，尤其是涉及一种粉末注射成型喂料及其制备方法和应用。
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。中国目前轿车使用铜基粉末冶金零件平均每辆18kg，还在呈现增长趋势；手机部件中的铜材料传感片制造也从传统的压铸技术转化为粉末冶金技术。
传统的铜基粉末冶金零件主要以粉末压制成型为主。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。此技术在应用中一直存在收缩不稳定、产品变形严重等问题，尤其是在面对手机传感器等复杂精密结构件，压制成型技术则无法满足产品外观及品质要求。
金属注射成形(简称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技术，塑料注射成形技术价格低廉并能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，可以在喂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，这种新的粉末冶金成形方法称为金属注射成形。
然而，传统的注射成形的喂料制备的铜金属产品烧结后收缩不稳定，尤其是设计复杂精密结构件时，容易变形。
发明内容
基于此，有必要提供一种烧结后收缩稳定的粉末注射成型喂料及其制备方法和应用。
一种粉末注射成型喂料，包括铜金属粉末以及成型剂，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为100μm以下。
在一个实施方式中，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为5μm～80μm。
在一个实施方式中，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3。
上述的粉末注射成型喂料的制备方法，包括如下步骤：
将铜金属粉末预热至160℃～200℃；
向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为100μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为100μm以下；以及
将所述混合料挤出造粒，得到所述粉末注射成型喂料。
在一个实施方式中，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，预先将所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为5μm～80μm。
在一个实施方式中，所述向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料的操作中，温度控制在160℃～200℃，混合30min～60min。
在一个实施方式中，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3。
一种粉末注射成型的方法，包括如下步骤：
提供上述粉末注射成型喂料；
在160℃～200℃条件下将所述粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体；
将所述铜金属坯体置于酸性媒介环境中，在110℃～130℃条件下处理以脱出所述成型剂，得到中间品；以及
将所述中间品在850℃～950℃条件下烧结90min～180min，得到成品。
在一个实施方式中，所述将所述铜金属坯体置于酸性媒介环境中的操作中，所述酸性媒介为草酸，所述草酸与所述铜金属坯体的质量比为(0.5～1)：100。
在一个实施方式中，所述在110℃～130℃条件下处理以脱出所述成型剂的操作中，得到中间品的操作中，处理时间为3h～5h，所述成型剂的去除率为90％以上。
上述粉末注射成型喂料包括铜金属粉末以及成型剂，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛。该配比的喂料在混合的过程中成型剂能够与铜金属粉末混匀更加充分，并且聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛均的粒径均为100μm以下，与铜金属粉末处于同一粒径层级，使得成型剂能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。通过上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。
附图说明
图1为一实施方式的粉末注射成型喂料的制备方法的流程图；
图2为一实施方式的粉末注射成型的方法的流程图。
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的限制。
一实施方式的粉末注射成型喂料，包括铜金属粉末以及成型剂，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛。其中，铜金属粉末的粒径为100μm以下，高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛的粒径均为100μm以下。
具体的，铜金属粉末与成型剂的质量比例如可以为90:10、92:8、90:8、92:10、91:9等等。
具体的，成型剂按质量份数计包括0.75份～1.5份硬脂酸、0.75份～1份的抗氧剂、5份～6份的石蜡、3份～5份的高密度聚乙烯、2份～3份的聚乙烯-乙酸酯、2.5份～3.5份的聚乙烯蜡以及80份～85份的聚甲醛。
本实施方式中，成型剂按质量份数计包括1份硬脂酸、1份的抗氧剂，5份的石蜡、6份的高密度聚乙烯、2份的聚乙烯-乙酸酯、2份的聚乙烯蜡以及83份的聚甲醛。
其中，抗氧剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂264等等。喂料中的其它成分铜金属粉末、硬脂酸、石蜡、高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛等均可取至市售的化工产品。
一般铜金属粉末的粒较小，处于微米级别，而高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛等高聚物的粒径较大，其粒径一般在3mm～5mm左右，预先将高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粉碎，以使高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛与铜金属粉末处于同一粒径层级，有利于成型剂中的高聚物与铜金属粉末混合时，在一定的温度下能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。最终使得上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。
具体的，铜金属粉末能够通过200目筛，经粉碎之后的高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛也能够通过200目筛从而与铜金属粉末处于同一粒径层级。本实施方式中，铜金属粉末的粒径为80μm以下，高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛的粒径均为80μm以下。
进一步的，铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛的粒径均为5μm～80μm。
具体的，铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3，例如振实密度可以为5.8g/cm3、6.0g/cm3、6.1g/cm3、6.3g/cm3、6.5g/cm3等。铜金属粉末具有一定的振实密度，与成型剂混合形成的粉末注射成型喂料密实度好，烧结后形成的产品收缩稳定。
现市场MIM铜喂料价格约200元/kg，上述配比的粉末注射成型喂料成本约100元/kg～120元/kg，原料成本上节约50％左右。且传统的MIM铜喂料的收缩不稳定，收缩系数变化较大，标准差常在10μm以上，不利于精密结构件加工。
上述配比的粉末注射成型喂料在混合的过程中成型剂能够与铜金属粉末混匀更加充分，并且聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛的粒径均为100μm以下，与铜金属粉末处于同一粒径层级，使得成型剂能够在短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。通过上述喂料制备的铜金属产品烧结后收缩稳定，不易变形。
另外，请参阅图1，一实施方式的上述粉末注射成型喂料的制备方法，包括如下步骤S110～S130。
S110、将铜金属粉末预热至160℃～200℃。
将铜金属粉末预热至160℃～200℃，能够使得成型剂熔融，从而将铜金属粉末混匀成型。
本实施方式中，可将铜金属粉末预热至180℃～190℃，从而使得成型剂能够快速熔融，且温度不至于太高而破坏成型剂的性质。
S120、向S110中得到的铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料，铜金属粉末与成型剂的质量比为90～92:8～10，成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，铜金属粉末的粒径为100μm以下，预先将高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粉碎至粒径均为100μm以下。
将成型剂加入至预热好的铜金属粉末中，能够使得成型剂快速熔融，从而将铜金属粉末混匀成型。当然，可以理解，在其他实施方式中，也可以是加入成型剂至铜金属粉末中混合形成混合料，然后将混合料加热至160℃～200℃。
具体的，铜金属粉末与成型剂的质量比例如可以为90:10、92:8、90:8、92:10、91:9等等。
具体的，成型剂按质量份数计包括0.75份～1.5份硬脂酸、0.75份～1份的抗氧剂、5份～6份的石蜡、3份～5份的高密度聚乙烯、2份～3份的聚乙烯-乙酸酯、2.5份～3.5份的聚乙烯蜡以及80份～85份的聚甲醛。
本实施方式中，成型剂按质量份数计包括1份硬脂酸、1份的抗氧剂，5份的石蜡、6份的高密度聚乙烯、2份的聚乙烯-乙酸酯、2份的聚乙烯蜡以及83份的聚甲醛。
其中，抗氧剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂264等等。喂料中的其它成分铜金属粉末、硬脂酸、石蜡、高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛等均可取至市售的化工产品。
一般铜金属粉末的粒较小，处于微米级别，而高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛等高聚物的粒径较大，预先将高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粉碎，以使高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛与铜金属粉末处于同一粒径层级，有利于成型剂中的高聚物与铜金属粉末混合时，在160℃～200℃较低的温度下短时间内熔化，减少高温混炼时间，减少成分挥发。特别是作为主要粘结成分的聚甲醛挥发少，产生的有害气体少，生产安全，工艺简单。
本实施方式中铜金属粉末能够通过200目筛，铜金属粉末的粒径为80μm以下。可预先将高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为80μm以下。经粉碎之后的高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛也能够通过200目筛从而与铜金属粉末处于同一粒径层级。
进一步的，铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛的粒径均为5μm～80μm。
具体的，铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3，例如振实密度可以为5.8g/cm3、6.0g/cm3、6.1g/cm3、6.3g/cm3、6.5g/cm3等。铜金属粉末具有一定的振实密度，与成型剂混合形成的粉末注射成型喂料密实度好，烧结后形成的产品收缩稳定。
具体的，向铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料的操作中，温度控制在160℃～200℃，混合30min～60min。本实施方式的铜金属粉末与入成型剂能够在30min～60min短时间内迅速混合。而相同质量的组分下，没有预先粉粹的高聚物与铜金属粉末混合时，至少需要90min以上才能将铜金属粉末与成型剂混合均匀。本发明预先将成型剂中的高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粉碎至与铜金属粉末处于同一粒径层级，能够在较短时间内使得铜金属粉末与成型剂混合均匀，减少挥发，制得的喂料烧结后形成的产品收缩稳定。
S130、将S120中的得到的混合料挤出造粒，得到粉末注射成型喂料。
一般的，铜金属粉末与成型剂混合形成的混合料可预结成团块状，将团块状的混合料送入挤出机，经塑化、挤出，并进行造粒，得到粉末注射成型喂料。
上述制备粉末注射成型喂料的方法，通过预先将成型剂中的高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛粉碎至粒径均为100μm以下，与铜金属粉末处于同一粒径层级，能够在较短时间内使得铜金属粉末与成型剂混合均匀，成型剂减少挥发，产生的有害气体少，生产安全，工艺简单，制得的喂料烧结后形成的产品收缩稳定。
此外，请参阅图2，一实施方式的粉末注射成型的方法，包括如下步骤S210～S230。
S210、提供粉末注射成型喂料。
该粉末注射成型喂料可以是上述任一实施方式的粉末注射成型喂料，在此不再赘述。
S220、在160℃～200℃条件下将S210中得到的粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体。
在160℃～200℃条件下可以使得粉末注射成型喂料保持一定的流动性，注射至模具中形成预设形状的金属坯体。
S230、将S220中得到的铜金属坯体置于酸性媒介环境中，在110℃～130℃条件下处理以脱出成型剂，得到中间品。
本实施方式中，在酸性媒介环境中以脱出成型剂，使得铜金属坯体中的成型剂能够快速脱出，且保持中间品的形状。
具体的，在110℃～130℃条件下处理以脱出成型剂的操作中，得到中间品的操作中，处理时间为3h～5h，成型剂的去除率为90％以上。
成型剂的去除率＝(铜金属坯体中的成型剂的含量-处理后得到的中间品中的成型剂的含量)/铜金属坯体中的成型剂的含量
为了维持成品的形状，一般传统的铜金属粉末注射成型喂料最多只能脱去80％所有的成型剂。而上述配比的粉末注射成型喂料脱出90％以上的成型剂后，依然能够保持成品的形状，成型剂含量少，对成品的性能影响小。
具体的，将铜金属坯体置于酸性媒介环境中的操作中，酸性媒介为草酸，草酸与铜金属坯体的质量比为(0.5～1)：100。
进一步的，草酸呈粉末状，根据草酸与铜金属坯体的质量比为(0.5～1)：100的比例将草酸以一定的流速通入到脱脂炉中，为脱脂炉中的铜金属坯体提供还原气氛，从而将成型剂脱出。传统的方法一般采用浓硝酸等物质脱脂，然而浓硝酸为液体，容易破坏金属坯体的形状，且浓硝酸容易将铜氧化，使得最终产品的收缩率不稳定。而草酸能够提供还原气氛但是草酸的酸性不高，不会将铜金属氧化，烧结后得到的最终产品收缩率稳定。
S230、将S220中得到的中间品在850℃～950℃条件下烧结90min～180min，得到成品。
在850℃～950℃条件下烧结后得到成品，收缩稳定，不易变形。
上述粉末注射成型的方法，选用合适配比的粉末注射成型喂料形成铜金属坯体，并将铜金属坯体在酸性媒介环境处理以脱出成型剂，制备得到的铜金属成品收缩稳定，不易变形，能够用于制备复杂精密结构件。
以下为具体实施例部分。
分别按以下实施例的粉末注射成型喂料以及成型条件制备标准样件为的模型的规格为：长100mm*宽10mm*厚1mm～3mm的产品。以下实施例如无特别说明，未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。每个实施例至少制备1000个产品，并进行统计学分析。
收缩系数＝铜金属坯体的尺寸/烧结后得到的成品同一方向的尺寸；
收缩率＝(烧结后得到的成品同一方向尺寸－铜金属胚体尺寸)/铜金属胚体尺寸。
实施例1
将20000g振实密度为6.0g/cm3的铜金属粉末预热至180℃，按铜金属粉末与成型剂的质量比为91:9向预热后的铜金属粉末中加入成型剂并混合40min形成混合料，成型剂中包括19g硬脂酸、19g抗氧剂、95.7g石蜡、114.86g的高密度聚乙烯、38.28g聚乙烯-乙酸酯、38.28g的聚乙烯蜡以及1589g的聚甲醛。其中高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛预先在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为80μm以下从而与铜金属粉末处于同一粒径层级。将混合料送入挤出机中挤出造粒，得到粉末注射成型喂料。在180℃条件下将该粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体，然后将铜金属坯体脱脂炉中，按草酸与铜金属坯体的质量比为0.75：100的比例通入草酸，在120℃条件下处理使得成型剂的去除率为95％，得到中间品，将中间品置于烧结炉中，在900℃条件下烧结150min，得到成品。粉末注射成型喂料发热熔融指数为1000g/cm3，坯体密度：5.7±0.05g/cm3，烧结后密度：8.8±0.05g/cm3。材料缩率<-14.163％，各个方向的收缩系数平均值为1.165，喂料的收缩系数在1.160～1.170范围，标准差为±0.0025，成品电阻率为1.75×10-8Ω·m。
实施例2
将50000g振实密度为5.8g/cm3的铜金属粉末预热至160℃，按成型剂与铜金属粉末的质量比为90:10向预热后的铜金属粉末中加入成型剂并混合30min形成混合料。成型剂中包括47.8g硬脂酸、47.8g抗氧剂、239.3g石蜡、287.16g的高密度聚乙烯、95.72g聚乙烯-乙酸酯、95.72g的聚乙烯蜡以及3972.5g的聚甲醛。其中高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛预先在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为80μm以下从而与铜金属粉末处于同一粒径层级。将混合料送入挤出机中挤出造粒，得到粉末注射成型喂料。在160℃条件下将该粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体，然后将铜金属坯体脱脂炉中，按草酸与铜金属坯体的质量比为0.5：100的比例通入草酸，在110℃条件下处理使得成型剂的去除率为90％，得到中间品，将中间品置于烧结炉中，在850℃条件下烧结180min，得到成品。粉末注射成型喂料发热熔融指数为800g/cm3，坯体密度：5.7±0.05g/cm3，烧结后密度：8.8±0.05g/cm3。材料缩率<-13％，各个方向的收缩系数平均值为1.165，喂料的收缩系数在1.160～1.170范围，标准差为±0.0025，收缩非常稳定，成品电阻率为1.75×10-8Ω·m。
实施例3
将100000g振实密度为6.5g/cm3的铜金属粉末预热至200℃，按成型剂与铜金属粉末的质量比为92:8向预热后的铜金属粉末中加入成型剂并混合40min形成混合料。成型剂中包括43.47g硬脂酸、43.47g抗氧剂、347.83g石蜡、173.91g的高密度聚乙烯、130.43g聚乙烯-乙酸酯、173.91g的聚乙烯蜡以及6521.73g的聚甲醛。其中高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛预先在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为80μm以下从而与铜金属粉末处于同一粒径层级。将混合料送入挤出机中挤出造粒，得到粉末注射成型喂料。在180℃条件下将该粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体，然后将铜金属坯体脱脂炉中，按草酸与铜金属坯体的质量比为0.75：100的比例通入草酸，在120℃条件下处理使得成型剂的去除率为95％，得到中间品，将中间品置于烧结炉中，在900℃条件下烧结150min，得到成品。粉末注射成型喂料发热熔融指数为800g/cm3～1600g/cm3，坯体密度：5.7±0.05g/cm3，烧结后密度：8.8±0.05g/cm3。材料缩率<-14.163％，各个方向的收缩系数平均值为1.165，喂料的收缩系数在1.160～1.170范围，标准差为±0.0025，成品电阻率为1.74×10-8Ω·m。粉末注射成型喂料发热熔融指数为1600g/cm3，坯体密度：5.7±0.05g/cm3，烧结后密度：8.8±0.05g/cm3。材料缩率<-14％，各个方向的收缩系数平均值为1.165，喂料的收缩系数在1.160～1.170范围，标准差为±0.0025，收缩非常稳定，成品电阻率为1.71×10-8Ω·m。
实施例4
将80000g振实密度为6.5g/cm3的铜金属粉末预热至180℃，按成型剂与铜金属粉末的质量比为90:10向预热后的铜金属粉末中加入成型剂并混合40min形成混合料。成型剂中包括177.77g硬脂酸、133.33g抗氧剂、711.11g石蜡、711.11g的高密度聚乙烯、355.55g聚乙烯-乙酸酯、355.55g的聚乙烯蜡以及8000g的聚甲醛。其中高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛预先在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为80μm以下从而与铜金属粉末处于同一粒径层级。将混合料送入挤出机中挤出造粒，得到粉末注射成型喂料。在180℃条件下将该粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体，然后将铜金属坯体脱脂炉中，按草酸与铜金属坯体的质量比为0.75：100的比例通入草酸，在120℃条件下处理使得成型剂的去除率为95％，得到中间品，将中间品置于烧结炉中，在900℃条件下烧结150min，得到成品。粉末注射成型喂料发热熔融指数为1600g/cm3，坯体密度：5.7±0.05g/cm3，烧结后密度：8.8±0.05g/cm3。材料缩率<-13％，各个方向的收缩系数平均值为1.165，喂料的收缩系数在1.160～1.170范围，标准差为±0.0025，收缩非常稳定，成品电阻率为1.73×10-8Ω·m。
实施例5
铜金属粉末以及成型剂的配比与实施例1相同，不同的是成型剂中的高密度聚乙烯、聚乙烯-乙酸酯、聚乙烯蜡以及聚甲醛未经过粉碎处理直接与铜金属粉末混匀，其余条件与实施例1相同。粉末注射成型喂料发热熔融指数为200g/cm3，坯体密度：4.5±0.15g/cm3，烧结后密度：9±0.13g/cm3。材料缩率为-20％，各个方向的收缩系数平均值为1.165，喂料的收缩系数在1.160～1.170范围，标准差为±0.04，与实施例1～4的喂料相比收缩较不稳定，成品电阻率为1.70×10-8Ω·m。
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本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 (8)
1.一种粉末注射成型喂料，其特征在于，包括铜金属粉末以及成型剂，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为80μm以下，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为80μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径与铜金属粉末处于同一粒径层级。
2.根据权利要求1所述的粉末注射成型喂料，其特征在于，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径均为5μm～80μm。
3.如权利要求1所述的粉末注射成型喂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将铜金属粉末预热至160℃～200℃；
向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料，所述铜金属粉末与所述成型剂的质量比为90～92:8～10，所述成型剂按质量份数计包括0.5份～2份硬脂酸、0.5份～1.5份的抗氧剂、4份～8份的石蜡、2份～8份的高密度聚乙烯、1.5份～4份的聚乙烯-乙酸酯、2份～4份的聚乙烯蜡以及75份～90份的聚甲醛，所述铜金属粉末的粒径为80μm以下，所述铜金属粉末的振实密度为5.8g/cm3～6.5g/cm3，预先将所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛粉碎至粒径均为80μm以下，所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛的粒径与铜金属粉末处于同一粒径层级；以及
将所述混合料挤出造粒，得到所述粉末注射成型喂料。
4.根据权利要求3所述的粉末注射成型喂料的制备方法，其特征在于，所述铜金属粉末的粒径为5μm～80μm，预先将所述高密度聚乙烯、所述聚乙烯-乙酸酯、所述聚乙烯蜡以及所述聚甲醛在-50℃以下进行超低温粉碎至粒径为5μm～80μm。
5.根据权利要求3所述的粉末注射成型喂料的制备方法，其特征在于，所述向所述铜金属粉末中加入成型剂并混合形成混合料的操作中，温度控制在160℃～200℃，混合30min～60min。
6.一种粉末注射成型的方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供如权利要求1～2任一项所述的粉末注射成型喂料；
在160℃～200℃条件下将所述粉末注射成型喂料注射至模具中形成铜金属坯体；
将所述铜金属坯体置于酸性媒介环境中，在110℃～130℃条件下处理以脱出所述成型剂，得到中间品；以及
将所述中间品在850℃～950℃条件下烧结90min～180min，得到成品。
7.根据权利要求6所述的粉末注射成型的方法，其特征在于，所述将所述铜金属坯体置于酸性媒介环境中的操作中，所述酸性媒介为草酸，所述草酸与所述铜金属坯体的质量比为(0.5～1)：100。
8.根据权利要求6所述的粉末注射成型的方法，其特征在于，所述在110℃～130℃条件下处理以脱出所述成型剂的操作中，得到中间品的操作中，处理时间为3h～5h，所述成型剂的去除率为90％以上。
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