CN113427004B - 触变注射成形用材料的制造方法 - Google Patents

触变注射成形用材料的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113427004B
CN113427004B CN202110291520.2A CN202110291520A CN113427004B CN 113427004 B CN113427004 B CN 113427004B CN 202110291520 A CN202110291520 A CN 202110291520A CN 113427004 B CN113427004 B CN 113427004B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
injection molding
molding material
mixture
stirring
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.)
Active
Application number
CN202110291520.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113427004A (zh
Inventor
秀嶋保利
中村英文
加藤诚
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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
Priority claimed from JP2020190119A external-priority patent/JP2021152207A/ja
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN113427004A publication Critical patent/CN113427004A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113427004B publication Critical patent/CN113427004B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C23/00Alloys based on magnesium
    • C22C23/02Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/007Semi-solid pressure die casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/08Cold chamber machines, i.e. with unheated press chamber into which molten metal is ladled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/2015Means for forcing the molten metal into the die
    • B22D17/2038Heating, cooling or lubricating the injection unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002Castings of light metals
    • B22D21/007Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102Metallic powder coated with organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/107Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing organic material comprising solvents, e.g. for slip casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14Treatment of metallic powder
    • B22F1/142Thermal or thermo-mechanical treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16Metallic particles coated with a non-metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1017Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021Removal of binder or filler
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/051Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
    • C22C1/053Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor with in situ formation of hard compounds
    • C22C1/055Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor with in situ formation of hard compounds using carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • C22C1/1084Alloys containing non-metals by mechanical alloying (blending, milling)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/105Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing inorganic lubricating or binding agents, e.g. metal salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B22F2009/0828Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid with water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0848Melting process before atomisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/05Light metals
    • B22F2301/058Magnesium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408Light metal alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本公开提供一种触变注射成形用材料的制造方法,其利用较多的添加物而对镁合金材料进行覆盖。用于触变注射成形的触变注射成形用材料的制造方法具备:干燥工序,对包含作为主要成分而含有Mg的第一粉末、第二粉末、粘合剂、有机溶剂的混合物进行加热,以使混合物中所包含的有机溶剂干燥;搅拌工序,对在干燥工序中被进行了加热的混合物进行搅拌。

Description

触变注射成形用材料的制造方法
技术领域
本公开涉及一种触变注射成形用材料的制造方法。
背景技术
近些年,镁合金制的部件被使用在汽车、飞机、移动电话、笔记本电脑等产品中。由于镁与铁及铝等相比而比强度较高,因而使用镁合金而被制造出的部件能够变得轻量且高强度。此外,镁由于丰富地存在于地表附近,因而在资源的取得这一点上也具有优点。
作为制造镁制的部件的方法的一种而已知有触变注射成形。在触变注射成形中,由于通过加热和剪切而被提高了流动性的材料被注射到金属模内,从而相比于压铸法而能够对薄壁的部件和复杂形状的部件进行成形。此外,由于材料在不接触大气的条件下被注射到金属模内,因而还具有能够在不使用SF6等阻燃气体的条件下对成形物进行成形的这样的优点。
例如,在专利文献1中,公开了一种为了使通过触变注射成形而获得的成形物的弯曲特性和拉伸强度提高,从而将镁合金材料的表面利用碳粉来进行覆盖的技术。在专利文献1中,通过相对于镁合金碎片100kg而添加100g也就是质量百分比0.1%的碳黑,并且将两者利用搅拌机而进行混合,从而利用碳粉而覆盖了镁合金碎片的表面。
覆盖镁合金材料的碳粉等的添加物的量优选为,能够实现所希望的成形物的特性的量。因此,为了实现所希望的成形物的特性,从而存在欲利用更多的添加物来覆盖镁合金材料的情况。
专利文献1:国际公开第2012/137907号
发明内容
根据本公开的第一方式,提供了一种触变注射成形用材料的制造方法。该制造方法具备:干燥工序,对包含作为主要成分而含有Mg的第一粉末、第二粉末、粘合剂、以及有机溶剂的混合物进行加热,以使所述混合物中被包含的所述有机溶剂干燥;搅拌工序,对在所述干燥工序中被进行了加热的所述混合物进行搅拌;脱脂工序,将所述混合物中所包含的所述粘合剂的至少一部分去除。
附图说明
图1为表示注塑成形机的结构的一个例子的示意图。
图2为表示触变注射成形用材料的制造方法的工序图。
图3为表示触变注射成形用材料的评价结果的图。
具体实施方式
A.实施方式:
图1为表示在触变注射成形中被使用的注塑成形机1的结构的一个例子的示意图。触变注射成形是指,通过加热和剪切,从而将碎片状的材料和粉末等材料浆液化,并且将浆液在不接触大气的条件下进行注射,以得到所希望的形状的成形物的方法。在触变注射成形中,一般而言,与压铸法等相比,是在低温下使成形物被成形,从而成形物的组织易于被均匀化。因此,通过利用触变注射成形而将成形物进行成形,从而成形物的机械强度以及尺寸精度能够提高。另外,在本说明书中,在仅称为“成形物”的情况下,是指利用触变注射成形而被成形出的物品。
由触变注射成形而获得的成形物被使用在构成各种各样的产品的部件等中。成形物除了在例如像汽车用部件、铁路车辆用部件、船舶用部件、飞机用部件这样的运输设备用部件之外,还被使用在像个人电脑用部件、移动电话终端用部件、智能电话用部件、平板终端用部件、可穿戴设备用部件、摄像机用部件这样的电子设备用部件、装饰品、人造骨骼、人造牙根等各种结构体中。
如图1中所示的那样,注塑成形机1具备:形成空腔Cv的金属模2、料斗5、具有加热器6的加热柱体7、螺杆8、喷嘴9。在利用注塑成形机1来实施触变注射成形时,首先,使材料向料斗5被投入。被投入的材料从料斗5向加热柱体7被供给。向加热柱体7被供给的材料在通过加热器6而在加热柱体7内被进行加热的同时,通过螺杆8而被进行移送并被剪切从而进行浆液化。浆液经由喷嘴9而不接触大气的条件下向金属模2内的空腔Cv被注射。
图2为表示本实施方式中的触变注射成形用材料的制造方法的工序图。本实施方式的触变注射成形用材料作为用于上述的触变注射成形的材料而被使用。
首先,在步骤S100中生成混合物。在步骤S100中,通过使作为主要成分而含有镁(Mg)的第一粉末、第二粉末、粘合剂、以及有机溶剂进行混合,从而生成包含这些成分的混合物。另外,主要成分是指,在第一粉末或第二粉末所包含的物质之中含有率最高的物质。
第一粉末是指,具有大致球状或者鳞片状的Mg合金的金属颗粒。第一粉末优选为通过雾化法而被制造出,更优选为通过高速旋转水流雾化法而被制造出。另外,作为雾化法,除了高速旋转水流雾化法之外,还可列举出水雾化法、气雾化法等。此外,第一粉末还可以利用雾化法之外的方法而被制造出,例如,还可以利用还原法或羰基法等而被制造出。
在高速旋转水流雾化法中,首先,沿着冷却用筒体的内周面而将冷却液进行喷出供给,并且通过使之沿着冷却用筒体内周面进行回旋,从而在内周面上形成冷却液层。进一步地,使Mg合金的原材料熔融,并在使所得到的熔融金属自然下落的同时向其吹送液体或者气体的喷射。由此,熔融金属将会进行飞散且微小化,并且会被向冷却液层吹飞,从而被收入冷却液层。其结果为,进行飞散且微小化了的熔融金属被快速冷却而固化,从而获得了Mg合金粉末。在高速旋转水流雾化法中,由于处于熔融状态的原材料在短时间内被快速地进行冷却,从而材料的结晶组织被更加细微化。其结果为,获得了能够成形出机械特性优异的成形物的粉末。
向冷却用筒体被供给的冷却液的喷出时的压力优选为50MPa以上且200MPa以下。此外,冷却液的温度优选为-10℃以上且40℃以下。由此,飞散的熔融金属在冷却液层中适度地并且均衡地被冷却。
使Mg合金的原材料熔融的熔融温度优选为,相对于Mg合金的熔点Tm而被设定在Tm+20℃以上且Tm+200℃以下,更优选为被设定在Tm+50℃以上且Tm+150℃以下。由此,构成Mg合金粉末的粒子间的特性的误差将被抑制为特别小。
在高速旋转水流雾化法中,通过对各种条件进行调解,从而例如能够对所制成的Mg合金粉末的粒径、振实密度、平均DAS等进行调整。“平均DAS”是指平均二次枝晶臂间距。例如,通过提高冷却液的流速或流量,从而能够缩小平均DAS。此外,通过对熔融金属的流下量、液体或者气体的喷射的流速、或者冷却液的流速或流量进行调整,从而能够对Mg合金粉末的粒径、形状、氧化物层的厚度以及振实密度进行调整。
另外,在高速旋转水流雾化法中,还可以在不使用液体或者气体的喷射的条件下使熔融金属直接到达冷却层。该情况下,例如,冷却用壳体以相对于熔融金属的自然下落的方向而倾斜的方式被进行配置。由此,熔融金属通过自然下落而到达冷却液层,并被收入冷却液层中。在采用这样的结构的情况下,通过冷却液层的流动,从而熔融金属被微小化并且被冷却固化,进而获得了粒径比较大的Mg合金粉末。
第一粉末中除了作为主要成分的Mg之外,还可以包含各种各样的添加成分。例如,第一粉末中作为添加成分还可以含有钙(Ca)。通过使第一粉末中包含Ca,从而第一粉末的点火温度会上升。此外,例如第一粉末中作为添加成分还可以含有铝(Al)。通过向第一粉末中添加Al,从而第一粉末的熔点会降低。
第一粉末中除了上述的Ca以及Al之外,还可以作为添加成分而包含其它的成分。作为其它的成分,例如可以列举出锂、铍、硅、锰、铁、镍、铜、锌、锶、钇、锆、银、锡、金、以及铈等稀土类元素等,并且可以添加这些元素之中的一种或者两种以上。作为其它的成分,特别是如果使用选自锰、钇、锶、以及稀土类元素中的至少一种,则更为优选。通过向Mg碎片中添加这些添加成分,从而能够使Mg碎片的机械性质、耐蚀性、耐磨损性和热传导率提高。
上述的添加成分例如在第一粉末和触变注射成形用材料中,能够以单质、氧化物、金属间化合物等状态而存在。此外,添加成分在第一粉末和触变注射成形用材料中,例如既可以向Mg或者Mg合金等的金属组织的晶界偏析,也可以均衡地分散。
另外,针对于上述的第一粉末,有时也将通过对在铸模等中被铸入的Mg合金进行切削或者切断而得到的切片称为碎片。作为碎片,例如可列举出株式会社STU制的AZ91D的4mm×2mm×2mm的碎片。该碎片为包括质量百分比9%的Al以及质量百分比1%的Zn的Mg合金碎片。另外,也有时将碎片称为颗粒。
在本实施方式中,作为第二粉末而使用东海碳素株式会社制Seast“116”。Seast“116”是具有算术平均粒径38nm的碳黑。另外,第二粉末还可以为,例如其它的碳黑、陶瓷粉末或者金属粉末等。
在本实施方式中,作为粘合剂而使用日本精蜡制Paraffin Wax“115”。另外,作为粘合剂也可以使用Paraffin Wax“115”之外的有机粘合剂。在该情况下,例如,既可以使用烃类树脂系热熔性粘合剂,也可以使用其它类型的有机粘合剂。此外,作为粘合剂,还可以使用例如包含碱性硅酸盐等无机高分子的粘合剂等无机粘合剂。
在本实施方式中,作为有机溶剂而使用异丙醇(IPA)。作为有机溶剂还可以使用IPA之外的有机溶剂。在该情况下,优选为使用适合于使有机粘合剂分散的有机溶剂。作为有机溶剂,例如能够使用丙酮等。
另外,在触变注射成形用材料的制造中,步骤S100也可以被省略。例如,也可以预先准备上述的将第一粉末、第二粉末、有机粘合剂、以及有机溶剂预先混合而成的混合物,并且所准备的混合物在步骤S110之后进行使用。
在步骤S110中实施第一干燥工序。干燥工序为,对混合物进行加热,以使混合物中所包含的有机溶剂干燥的工序。第一干燥工序是指,在本实施方式的触变注射成形用材料的制造中第一次被实施的干燥工序。后述的第二干燥工序、第三干燥工序、第四干燥工序也同样地分别指第二次、第三次、第四次被实施的干燥工序。
在步骤S120中实施第一搅拌工序。搅拌工序为对在干燥工序中被进行了加热的混合物进行搅拌的工序。第一搅拌工序是指,在本实施方式的触变注射成形用材料的制造中第一次被实施的搅拌工序。后述的第二搅拌工序、第三搅拌工序、第四搅拌工序也同样地分别指第二次、第三次、第四次被实施的搅拌工序。另外,在搅拌工序中,例如既可以利用搅拌棒或搅拌子等而对混合物进行直接搅拌,也可以通过使收纳有混合物的容器进行震荡从而对容器内的混合物进行搅拌。
在步骤S130中实施第二干燥工序,并在步骤S140中实施第二搅拌工序。接着,在步骤S150中实施第三干燥工序,并在步骤S160中实施第三搅拌工序。而且,在步骤S170中实施第四干燥工序,且步骤S180中实施第四搅拌工序。
通过实施上述的第一干燥工序至第四干燥工序、以及第一搅拌工序至第四搅拌工序,从而使第二粉末附着在第一粉末上。另外,在“附着”中包括,第二粉末直接附着在第一粉末上的状态、和第二粉末经由粘合剂等其它的要素而附着在第一粉末上的状态。此外,第二粉末还可以相对第一粉末而多层地附着。在本实施方式中,通过使第二粉末不仅直接附着在第一粉末上,而且还经由粘合剂而附着在第一粉末上,从而与未使用粘合剂的情况相比,附着在第一粉末上的第二粉末的量将会提高。另外,有时会将“第二粉末附着在第一粉末上”的状态称为“第二粉末对第一粉末进行了修饰”状态。此外,还有时会将“第二粉末附着在第一粉末上”的状态称为“第二粉末对第一粉末进行了覆盖”状态。
在本实施方式中,如上述的那样,干燥工序和搅拌工序被交替地实施多次。由此,第二粉末变得易于以多层的形式而附着在第一粉末上。
在步骤S190中实施脱脂工序。脱脂工序为对混合物进行加热从而将混合物中所包含的有机粘合剂的至少一部分去除的工序。在本实施方式中,在脱脂工序中以250℃以上且450℃以下的脱脂温度而对混合物进行加热。
根据在以上所说明的本实施方式的触变注射成形用材料的制造方法,具备对包含第一粉末、第二粉末、粘合剂、以及有机溶剂的混合物进行搅拌的搅拌工序,和对混合物进行加热以使混合物中所包含的有机溶剂干燥的干燥工序。因此,与未使用粘合剂的情况相比,对第一粉末进行修饰的第二粉末的量将会提高。
此外,在本实施方式中,搅拌工序和干燥工序被交替地实施多次。因此,第二粉末变得易于以多层的形式而附着在第一粉末上,从而对第一粉末进行修饰的第二粉末的量将会稳定。
此外,在本实施方式中,在搅拌工序以及干燥工序的完成后实施脱脂工序。因此,在成形时,抑制了来自触变注射成形用材料的、源于粘合剂的气体的产生,从而成形物的成形精度将会提高。
此外,在本实施方式中,在脱脂工序中,混合物以250℃以上且450℃以下的温度而被进行加热。由此,在脱脂工序中,由于混合物被以低于Mg的熔点的温度而被进行加热,因而在粘合剂被有效地进行脱脂的同时,抑制了对于第一粉末的热的影响。
另外,在其它的实施方式中,在触变注射成形用材料的制造中,也可以不使干燥工序和搅拌工序被交替地实施四次。例如,也可以使干燥工序和搅拌工序各被实施一次。此外,干燥工序和搅拌工序的次数也可以分别为两次或三次,还可以为五次以上。有时也将重复实施干燥工序以及搅拌工序的次数称为重复次数。在图2中所示的制造方法中,重复次数为四次。而且,例如,干燥工序和搅拌工序也可以同时被实施,并且在干燥工序被持续实施的期间内,实施多次或者一次的搅拌工序。此外,实施搅拌工序的时刻也可以通过实验而被决定。
此外,在其它的实施方式中,脱脂温度既可以小于250℃,也可以超过450℃。在此情况下,脱脂温度优选为小于Mg的熔点的温度。此外,例如,也可以不实施脱脂工序。即使在该情况下,对第一粉末表面进行修饰的第二粉末的量相比于不使用粘合剂的情况也会提高。
B.评价结果:
图3为表示依照在图2中所示的制造方法而被制造出的触变注射成形用材料的评价结果的图。在图3中示出了如下数据,即:制造作为样本的触变注射成形用材料时的、混合工序中的粘合剂的投入量以及第二粉末的投入量;干燥工序中的干燥温度以及干燥时间;搅拌工序以及干燥工序的重复次数;以及脱脂工序中的脱脂温度以及脱脂时间。此外,在图3中示出了如下数据,即:被制造出的触变注射成形用材料中的第二粉末的附着量、第二粉末的附着比例、以及残留粘合剂重量。关于第二粉末的附着量、附着比例以及残留粘合剂重量的详细情况将在后文进行叙述。
依照图2中所示的制造方法而制造出了样本1至样本8。另外,关于重复次数为四次之外的样本,除了重复次数不同之外,也经过与图2中所示的制造方法相同的工序被制造出。首先,在步骤S100的混合工序中,通过向利用恒温槽而以混合温度进行了保温的带盖容器中投入第一粉末500g、第二粉末以及分散于有机溶剂35ml中的粘合剂,从而生成了混合物。关于第二粉末以及粘合剂的投入量,针对每个样本并作为相对于第一粉末的比例而在图3中示出。例如,在样本1中,由于第二粉末的添加量为10%,从而被投入的第二粉末的质量为50g。
第一粉末为,通过将原料利用高频感应炉而进行熔融并且利用高速旋转水流雾化法进行粉末化而获得。此时,将冷却液的喷出压力设为100MPa、将冷却液的温度设为30℃、并将熔融金属的温度设为原料的熔点+20℃。所得到的第一粉末包含质量百分比9.5%的铝、质量百分比0.25%的钙、和在剩余部分中作为主要成分的Mg。作为第二粉末,使用东海碳素株式会社制的Seast“116”。作为粘合剂,使用日本精蜡制的Paraffin Wax“115”。作为有机溶剂,使用了IPA。
接下来,作为相当于在图2中所示的步骤S110至步骤S180的工序,实施了干燥工序以及搅拌工序。具体而言,在干燥工序中,通过在打开被置于恒温槽内的带盖容器的盖子的状态下,将混合物的温度保持在干燥温度并使之经过干燥时间,从而使混合物的有机溶剂干燥。在干燥工序中,通过用各自的干燥工序整体的时间除以重复次数,从而决定一次干燥工序的时间。例如,在样本1中,由于重复次数是四次,因而第一干燥工序至第四干燥工序的各自的时间被设为,各自为干燥工序整体中的干燥时间的四分之一。具体而言,在样本1中,由于干燥时间为120分钟,因而第一干燥工序至第四干燥工序的各自的时间为各30分钟。在样本5中,由于干燥时间为240分钟且重复次数为6次,因而第一干燥工序至第六次的干燥工序的各自的时间为各40分钟。干燥工序整体中的干燥时间和干燥温度按照每个样本而在图3中示出。
而且,作为搅拌工序,实施了与重复次数相对应的次数的搅拌工序。具体而言,在重复次数为两次以上的样本中,在分别完成了一次的量的干燥工序之后,分别实施一次的量的搅拌工序。例如,在样本1中,在第一干燥工序至第四干燥工序的各自完成后,各自实施了第一搅拌工序至第四搅拌工序。在样本5中,在第一干燥工序至第六次的干燥工序的各自完成后,各自实施了第一搅拌工序至第六搅拌工序。在搅拌工序中,通过将带盖容器的盖子关闭,并且对带盖容器进行震荡,从而对带盖容器内的混合物进行了搅拌。
另外,在图3中所示的重复次数为一次的样本的制造中,同时实施了干燥工序和搅拌工序。例如,在样本4中,在持续地实施一次120分钟的干燥工序的期间内,持续地实施了一次120分钟的搅拌工序。
而且,在完成干燥工序以及搅拌工序之后,实施了与步骤S190相同的脱脂工序。具体而言,在脱脂工序中,通过对样本利用电热炉进行加热来进行了脱脂。关于脱脂工序中的脱脂温度和脱脂时间,按照每个样本而在图3中示出。另外,在样本3的制造中,在完成干燥工序以及搅拌工序之后,并未执行脱脂工序。
针对样本9至样本12,在不使用粘合剂的条件下进行了制造。也就是说,在样本9至样本12的制造中,作为相当于图2的步骤S100的工序,实施了仅对第一粉末、第二粉末、以及有机溶剂进行混合的工序。之后,与制造样本1至样本8的情况同样地实施了步骤S110之后的工序,从而得到了样本9至样本12。另外,在样本10的制造中,在完成干燥工序以及搅拌工序之后,并未执行脱脂工序。
图3中的第二粉末的附着量是指,附着在第一粉末上的第二粉末的质量相对于被投入的第一粉末的质量Mp1的比例。第二粉末的附着比例是指,附着在第一粉末上的第二粉末的质量相对于被投入的第二粉末的质量Mp2的比例。
对于第二粉末的附着量以及附着比例,通过对触变注射成形用材料的清洗前后的质量进行测量而进行了评价。具体而言,首先,作为清洗前的质量M1,对刚刚依照上述的制造方法而制造出的触变注射成形用材料的质量进行了测量。之后,使触变注射成形用材料浸渍在丙酮中,并利用超声波清洗机而进行了10分钟的清洗,并且在干燥了之后,对触变注射成形用材料的质量进行测量,且将该质量作为清洗后的质量M2。此时,第二粉末的附着量以(M2-M1)/Mp1×100%来表示。第二粉末的附着比例以(M2-M1)/Mp2×100%来表示。另外,例如,在于样本的制造中使用了Paraffin Wax“115”之外的有机粘合剂的情况下,对样本进行清洗的清洗剂也可以不是丙酮。在此情况下,作为清洗剂,使用能够在不与第一粉末发生反应的条件下对粘合剂以及第二粉末进行清洗的清洗剂。
如图3中所示的那样,如果将第二粉末的投入量均为质量百分比10%的样本1至样本6与样本9至样本12进行比较,则样本1至样本6中的附着量以及附着比例大于样本9至样本12中的附着量以及附着比例。此外,如果将第二粉末的投入量均为质量百分比20%的样本7与样本12进行比较,则样本7中的附着量以及附着比例大于样本12中的附着量以及附着比例。此外,虽然样本8中的第二粉末的投入量大于样本9至样本12中的第二粉末的投入量,但是样本8中的附着量以及附着比例也大于样本9至样本12中的附着量以及附着比例。此外,如果将样本1至样本8进行比较,则即使在第二粉末的投入量增加了的情况下,也实现了92%以上的附着量。
在样本1至样本8中,通过使第二粉末经由粘合剂而附着在第一粉末上,从而推测为附着量以及附着比例将会大于样本9至样本12中的附着量以及附着比例。
根据以上的实验结果而确认到,依照上述实施方式的制造方法而被制造出的样本与通过不使用粘合剂的方法而被制造出的样本相比,对第一粉末表面进行修饰的第二粉末的量提高。
关于图3中的残留粘合剂重量,通过对附着有第二粉末的第一粉末的热重量变化进行测量从而进行了评价。具体而言,对刚刚依照上述的制造方法而被制造出的触变注射成形用材料在进行加热的同时,对材料的重量进行了测量。在触变注射成形用材料的加热以及重量的测量中,使用了差热/热重量同时测量装置(梅特勒-托利多制TGA/DSC1LF),并且将升温速度设为10[℃/sec]。产生了源自在触变注射成形用材料中所包含的粘合剂的气体,从而触变注射成形用材料的重量减少。若继续对触变注射成形用材料进行加热,则第一粉末的氧化将会开始,从而重量会增加。将触变注射成形用材料的200℃加热时的重量与400℃~450℃加热时的最小重量的差分作为了残留粘合剂重量。在图3中,将残留粘合剂重量为加热前的触变注射成形用材料的重量的3%以下的情况判定为“A”,将超过3%的情况判定为“B”。
如图3中所示的那样,如果对被投入了粘合剂的样本1至样本8进行比较,则可确认到,执行了脱脂工序的样本1、样本2、以及样本4至样本8与未执行脱脂工序的样本3相比,残留粘合剂量较低。
在样本1、样本2、以及样本4至样本8中推测为,通过在脱脂温度250℃以上而执行脱脂工序,从而降低了由于对触变注射成形用材料进行加热而产生的气体的量。
触变注射成形用材料被投入至注塑成形机1中,并在注塑成形机内中使碎片被熔融。如果能够像上述的那样抑制源自粘合剂的气体的产生,则能够抑制加热柱体7等注塑成形机内的压力上升的情况。
C.其它的方式:
本公开不限于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够通过各种各样的方式来实现。例如,本公开也可以通过以下的方式来实现。与在以下记载的各个方式中的技术的特征相对应的上述方式中的技术的特征,为了解决本公开的课题的一部分或者全部、或者为了达成本公开的效果的一部分或者全部,从而可以适当地实施替换或者组合。此外,如果该技术的特征并未作为本说明书中必要的技术特征而被进行说明,则其可以适当地删除。
(1)根据本公开的第一方式,提供一种触变注射成形用材料的制造方法。该触变注射成形用材料的制造方法具备:干燥工序,对包含作为主要成分而含有Mg的第一粉末、第二粉末、粘合剂、以及有机溶剂的混合物进行加热,以使所述混合物中所包含的所述有机溶剂干燥;搅拌工序,对在所述干燥工序中被进行了加热的所述混合物进行搅拌。
根据这种方式,与未使用有机粘合剂的情况相比,对第一粉末表面进行修饰的第二粉末的量将会提高。
(2)在上述方式的触变注射成形用材料的制造方法中,也可以设为,所述第二粉末作为主要成分而含有C。根据该方式,即使在第二粉末作为主要成分而含有C的情况下,对第一粉末表面进行修饰的第二粉末的量也会提高。
(3)在上述方式的触变注射成形用材料的制造方法中,也可以设为,将所述干燥工序和所述搅拌工序交替地实施多次。根据该方式,第二粉末变得易于以多层的形式而附着在第一粉末上,从而对第一粉末进行修饰的第二粉末的量将会稳定。
(4)在上述方式的触变注射成形用材料的制造方法中,也可以设为,将所述干燥工序和所述搅拌工序同时地实施。根据该方式,由于能够通过简单的方法而高效地实施干燥工序以及搅拌工序,从而能够高效率地制造对第一粉末表面进行修饰的第二粉末的量提高了的触变注射成形用材料。
(5)在上述方式的触变注射成形用材料的制造方法中,也可以设为,在完成所述搅拌工序以及所述干燥工序之后实施脱脂工序,所述脱脂工序对所述混合物进行加热,从而将所述混合物中所包含的所述粘合剂的至少一部分去除。根据该方式,在成形时,来自触变注射成形用材料的、源自粘合剂的气体的产生将被抑制,从而使成形物的成形精度提高。更进一步而言,在将上述方式的粉末修饰镁合金碎片使用在利用注射成形法而被制造出的成形品中的情况下,在注塑成形机内碎片被进行熔融的工序中,能够抑制在加热柱体7等注塑成形机内产生源自粘合剂的气体的情况。在此情况下,能够防止由于气体的产生而使注塑成形机内的压力上升的情况。
(6)在上述方式的触变注射成形用材料的制造方法中,也可以设为,在所述脱脂工序中,以250℃以上且450℃以下的温度而对所述混合物进行加热。根据该方式,由于混合物以低于Mg的熔点的温度而被加热,从而在有效地使粘合剂被脱脂的同时抑制了对第一粉末的热的影响。
本公开并不限于上述的触变注射成形用混合材料,还能够以各种各样的方式来实现。例如,能够以包含触变注射成形用混合材料的成形物的形式来实现。
符号说明
1…注塑成形机、2…金属模、5…料斗、6…加热器、7…加热柱体、8…螺杆、9…喷嘴。

Claims (6)

1.一种触变注射成形用材料的制造方法,具备:
干燥工序,对包含作为主要成分而含有Mg的第一粉末、第二粉末、粘合剂、以及有机溶剂的混合物进行加热,以使所述混合物中所包含的所述有机溶剂干燥;
搅拌工序,对在所述干燥工序中被进行了加热的所述混合物进行搅拌;
脱脂工序,将以通过实施所述干燥工序和所述搅拌工序从而使所述第二粉末经由所述粘合剂而附着在所述第一粉末上的方式而被形成的所述混合物中所包含的所述粘合剂的至少一部分去除。
2.如权利要求1所述的触变注射成形用材料的制造方法,其中,
所述第二粉末作为主要成分而含有C。
3.如权利要求1或2所述的触变注射成形用材料的制造方法,其中,
将所述干燥工序和所述搅拌工序交替地实施多次。
4.如权利要求1或2所述的触变注射成形用材料的制造方法,其中,
将所述干燥工序和所述搅拌工序同时地实施。
5.如权利要求1所述的触变注射成形用材料的制造方法,其中,
在所述脱脂工序中,以250℃以上的温度而对所述混合物进行加热。
6.如权利要求5所述的触变注射成形用材料的制造方法,其中,
在所述脱脂工序中,以450℃以下的温度而对所述混合物进行加热。
CN202110291520.2A 2020-03-23 2021-03-18 触变注射成形用材料的制造方法 Active CN113427004B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-050637 2020-03-23
JP2020050637 2020-03-23
JP2020-190119 2020-11-16
JP2020190119A JP2021152207A (ja) 2020-03-23 2020-11-16 チクソモールディング用材料の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113427004A CN113427004A (zh) 2021-09-24
CN113427004B true CN113427004B (zh) 2023-09-01

Family

ID=77747328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110291520.2A Active CN113427004B (zh) 2020-03-23 2021-03-18 触变注射成形用材料的制造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11866808B2 (zh)
CN (1) CN113427004B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003252675A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Murata Mfg Co Ltd 射出成形用組成物、及び無機粉末焼結体の製造方法
CN101020241A (zh) * 2007-02-28 2007-08-22 北京科技大学 一种az91镁合金的注射成形方法
TW200912011A (en) * 2007-09-14 2009-03-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Apparatus and method for fabrication of magnesium-matrix composites
CN101439405A (zh) * 2008-12-19 2009-05-27 江苏技术师范学院 镁基复合材料和镁基复合材料零件的成形方法
CN102307827A (zh) * 2009-02-09 2012-01-04 株式会社Ihi 赛隆陶瓷烧结品的制造方法
JP2015001010A (ja) * 2013-06-16 2015-01-05 エクトム株式会社 金属焼結体の製造方法及び金属焼結体

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19544107C1 (de) * 1995-11-27 1997-04-30 Starck H C Gmbh Co Kg Metallpulver-Granulat, Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung
US6372348B1 (en) * 1998-11-23 2002-04-16 Hoeganaes Corporation Annealable insulated metal-based powder particles
CN100431742C (zh) 2003-01-08 2008-11-12 株式会社东京大学Tlo 镁复合粉末及其制造方法以及镁基复合材料及其制造方法
US7604678B2 (en) * 2004-08-12 2009-10-20 Hoeganaes Corporation Powder metallurgical compositions containing organometallic lubricants
US7470307B2 (en) * 2005-03-29 2008-12-30 Climax Engineered Materials, Llc Metal powders and methods for producing the same
JP5534453B2 (ja) 2010-12-27 2014-07-02 Necインフロンティア株式会社 オーダエントリシステム
US20140023547A1 (en) 2011-04-08 2014-01-23 Stu Co., Ltd. Magnesium alloy chips and process for manufacturing molded article using same
WO2015175726A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-19 University Of Utah Research Foundation Production of substantially spherical metal powers
KR20160106843A (ko) * 2015-03-02 2016-09-13 주식회사 인텍 마그네슘칩 제조방법 및 마그네슘칩

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003252675A (ja) * 2002-03-04 2003-09-10 Murata Mfg Co Ltd 射出成形用組成物、及び無機粉末焼結体の製造方法
CN101020241A (zh) * 2007-02-28 2007-08-22 北京科技大学 一种az91镁合金的注射成形方法
TW200912011A (en) * 2007-09-14 2009-03-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Apparatus and method for fabrication of magnesium-matrix composites
CN101439405A (zh) * 2008-12-19 2009-05-27 江苏技术师范学院 镁基复合材料和镁基复合材料零件的成形方法
CN102307827A (zh) * 2009-02-09 2012-01-04 株式会社Ihi 赛隆陶瓷烧结品的制造方法
JP2015001010A (ja) * 2013-06-16 2015-01-05 エクトム株式会社 金属焼結体の製造方法及び金属焼結体

Also Published As

Publication number Publication date
US11866808B2 (en) 2024-01-09
CN113427004A (zh) 2021-09-24
US20210291265A1 (en) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104259469B (zh) 微米和纳米金属球形粉末的制造方法
CN104874806B (zh) 一种超细低氧含量铜球形粉末的制造方法
CN104264016A (zh) 一种铝硅合金材料及其制备方法
Huashun et al. Preparation of Al-Al3Ti in situ composites by direct reaction method
Manivannan et al. Fabrication and characterization of Aluminium boron nitride composite for Fins
WO2021015119A1 (ja) Cu基合金粉末
CN113427004B (zh) 触变注射成形用材料的制造方法
CN102268563B (zh) 铸造高温合金细化剂及使用它的高温合金铸造方法
CN101705405B (zh) 镁基球形准晶中间合金及其制备方法
JP2021152207A (ja) チクソモールディング用材料の製造方法
US11548066B2 (en) Injection molding material for magnesium thixomolding
US11865609B2 (en) Method for manufacturing powder-modified magnesium alloy chip
JP2021152206A (ja) 粉末修飾マグネシウム合金チップの製造方法
JP6926844B2 (ja) チクソモールディング用原料、チクソモールディング用原料の製造方法および成形体
EP0666783B2 (en) Particulate feedstock for metal injection molding
JPS6411093B2 (zh)
CN1140766A (zh) 耐高温低膨胀锌基耐磨合金
JP2000073129A (ja) 鋳造用金属−セラミックス複合材料の製造方法
CN103842533A (zh) 包含铁-锰均匀固溶体的铝合金及其制造方法
CN105063388B (zh) 一种用于生产铝合金的铁剂及其制备方法
US20220314314A1 (en) Thixomolding material, method for manufacturing thixomolding material, and thixomolded article
US11878345B2 (en) Thixomolding material
US20220316070A1 (en) Thixomolding material, method for manufacturing thixomolding material, and thixomolded article
US20220316035A1 (en) Thixomolding material, method for manufacturing thixomolding material, and thixomolded article
CN116352081A (zh) 触变成形用材料以及触变成形用材料的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant