一種帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的金屬粉末注射成形方法
【專利說明】一種帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的金屬粉末注射成形方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及粉末注射成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的金屬粉末注射成形方法。
【背景技術(shù)】
[0003]金屬粉末注射成形是使用金屬粉末與非金屬粉末的混合粉末作為原料，經(jīng)過注塑成形和脫脂燒結(jié)過程制取金屬材料制品的工業(yè)技術(shù)。金屬粉末注射成形技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。它是一種“綠色”的制造技術(shù)，能夠按照產(chǎn)品的最終形狀一次成形或近似成形，從而避免了原材料的浪費(fèi)。它的“綠色”還體現(xiàn)在制備一些難熔金屬或合金的時候能夠在較低的溫度燒結(jié)成形，節(jié)省了能源的消耗。在制備形狀復(fù)雜的制品時，粉末冶金技術(shù)尤其有優(yōu)勢，成本遠(yuǎn)較機(jī)械加工等傳統(tǒng)加工方法低，而制品仍然能保持良好的力學(xué)性能，所以越來越受到更多領(lǐng)域的青睞。
[0004]然而，在金屬粉末注塑成形領(lǐng)域，有些產(chǎn)品具有一些特殊的結(jié)構(gòu)(如帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品)，這些結(jié)構(gòu)不利于注塑過程中模具脫模，即使采用行位或斜頂也無法實(shí)現(xiàn)順利脫模。對于這種結(jié)構(gòu)，目前普遍采用的方法是將這些特殊的結(jié)構(gòu)先改成利于脫模的結(jié)構(gòu)，在后續(xù)機(jī)加工(減料法)將其加工成所需要的結(jié)構(gòu)及尺寸。雖然后續(xù)采用機(jī)加工的方法也可以得到最終的形狀，但是機(jī)加工費(fèi)用較高，這勢必提高制造成本。而且對于某些價格昂貴的金屬，采用機(jī)加工的方法也會大大的提高制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，為了克服現(xiàn)有技術(shù)在制備帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)成本高的技術(shù)問題，提供一種帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的金屬粉末注射成形方法。
[0006]本發(fā)明所要解決的上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的金屬粉末注射成形方法，混煉造粒、注射成形、脫脂、燒結(jié)和后處理步驟，在注射成形步驟中首先將由塑料制成的倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架放到產(chǎn)品模具中，然后將經(jīng)混煉造粒后得到的喂料注射到產(chǎn)品模具中進(jìn)行模內(nèi)注塑得到帶有倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的產(chǎn)品生坯；再通過脫脂步驟脫除產(chǎn)品生坯中倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架；最后經(jīng)燒結(jié)和后處理步驟得到帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。
[0007]制備帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品一直是本領(lǐng)域的一個技術(shù)難題?，F(xiàn)有的金屬粉末注塑成形技術(shù)雖然適合制備具有特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，但是，由于帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品需要制備倒扣結(jié)構(gòu)，而目前的技術(shù)在注塑過程中無法使模具順利脫模。本領(lǐng)域技術(shù)人員一直不斷的在改進(jìn)工藝，都無法實(shí)現(xiàn)模具順利脫模，使得產(chǎn)品不能一次成形，制備過程中存在加工定位較難，時間較長，材料浪費(fèi)比較嚴(yán)重等問題，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高一直很高，且一直無法得到解決?；谏鲜鰡栴}，本發(fā)明發(fā)明人通過不斷的研究發(fā)現(xiàn)，通過在注射成形步驟中引入塑料制成的倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架，該塑料倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架在脫脂階段可以同粘結(jié)劑一起通過脫脂步驟除去，從而使得帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品能夠順利脫模。該方法與現(xiàn)有方法相比，工序簡單，生產(chǎn)過程中簡化了模具結(jié)構(gòu)，節(jié)約了生產(chǎn)時間，提高了加工效率，同時，杜絕了生產(chǎn)材料的大量浪費(fèi)，大大的減少了制造成本，并且生產(chǎn)出來的帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的精度進(jìn)一步提高。
[0008]優(yōu)選地，所述的金屬粉末注射成形方法，具體包含如下步驟:
51.混煉造粒:將金屬、陶瓷或預(yù)合金粉末和添加劑粉末混合后加熱，然后加入粘結(jié)劑混煉均勻，再通過造粒機(jī)造成粒狀喂料；
52.注射成形:首先將由塑料制成的倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架放到產(chǎn)品模具中，然后將經(jīng)混煉造粒后得到的喂料注射到產(chǎn)品模具中進(jìn)行模內(nèi)注塑得到帶有倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的產(chǎn)品生坯；
53.脫脂:脫除產(chǎn)品生坯中倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架以及粘結(jié)劑，得帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的多孔生坯；
54.燒結(jié):將帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的多孔生坯進(jìn)行燒結(jié)，得帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品；
55.后處理:通過后處理，獲得最終帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。
[0009]優(yōu)選地，步驟S1.所述的喂料中粘結(jié)劑的體積百分比為30%~50% ；
當(dāng)喂料選自塑基喂料時，粘結(jié)劑中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%~90%的聚甲醛(Ρ0Μ)，其余為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、石蠟(PW)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和硬脂酸(SA)中的一種或幾種的混合；
當(dāng)喂料選自蠟基喂料時，粘結(jié)劑中各組員元含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45.60%的石蠟(PW)，其余的為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和硬脂酸(SA)中的一種或幾種的混合。
[0010]最優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自塑基喂料時，粘結(jié)劑質(zhì)量百分比組成為，85%聚甲醛(Ρ0Μ)、6%聚乙烯(PE)、6%石蠟(PW)、3%硬脂酸(SA)；
當(dāng)喂料選自蠟基喂料時，粘結(jié)劑質(zhì)量百分比組成為，50%石蠟(PW)、47%
聚乙烯(PE )、3%硬脂酸(SA)。
[0011]優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自塑基喂料時，所述倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的原料組成為:含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%~100%的聚甲醛(Ρ0Μ)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、石蠟(PW)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和硬脂酸(SA)中的一種或幾種的混合。
[0012]最優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自塑基喂料時，所述倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的原料組成為 100%的聚甲醛(Ρ0Μ)。
[0013]優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自塑基喂料時，所述的脫脂方法為:在110°C ~130°C的溫度下通入酸溶液脫脂，通酸量為4~4.5ml/min，脫脂時間為2.3~3h。優(yōu)選地，所述的酸溶液為硝酸溶液。更優(yōu)選地，所述的酸溶液為體積分?jǐn)?shù)為98%硝酸溶液。
[0014]優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自錯基喂料時，所述倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的原料組成為:含80%~100%的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或/和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
更優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自錯基喂料時，所述倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的原料組成為100%的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)喂料選自蠟基喂料時，所述的脫脂方法為:先在40~60°C的溶劑中脫脂15~24h ;然后轉(zhuǎn)入燒結(jié)爐中進(jìn)行熱脫脂，所述的熱脫脂的條件為:2~4°C /min升溫到350-420 °C，保溫 20~60min，然后以 4~8°C /min 升到 500~600°C，保溫 20~60min。優(yōu)選地，所述的溶劑為正己烷。
[0016]以上所述的倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架根據(jù)需要使用常規(guī)的方法制備得到。倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架在上述原料組成下并在上述相應(yīng)的脫脂方法下，能夠在脫脂階段可以同粘結(jié)劑一起通過脫脂步驟全部除去，成功且高效解決了金屬粉末注塑成形技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)倒扣結(jié)構(gòu)或倒扣很難成形的問題。
[0017]有益效果:(1)本發(fā)明提供了一種全新的制備帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，成功解決了金屬粉末注塑成形技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)倒扣結(jié)構(gòu)或倒扣很難成形的問題；并且進(jìn)一步擴(kuò)大了粉末注射成型的復(fù)雜性，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部復(fù)雜的腔體結(jié)構(gòu)。(2)該方法與現(xiàn)有方法相比，工序簡單，生產(chǎn)過程中簡化了模具結(jié)構(gòu)，節(jié)約了生產(chǎn)時間，提高了加工效率，同時，杜絕了生產(chǎn)材料的大量浪費(fèi)，大大的減少了制造成本，并且生產(chǎn)出來的帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的精度進(jìn)一步提高。
[0018]
【附圖說明】
[0019]圖1為實(shí)施中所述的帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品圖。
[0020]圖2為實(shí)施例中所述的倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架圖。
[0021]圖3為本發(fā)明所述的帶有倒扣結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的金屬粉末注射成形方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例對本發(fā)明不做任何形式的限定。
[0023]實(shí)施例1
51.混煉造粒:將金屬、陶瓷或預(yù)合金粉末和添加劑粉末混合后加熱，然后加入粘結(jié)劑(粘結(jié)劑的質(zhì)量組成為85% Ρ0Μ、6% PE、6%PW、3%SA)混煉均勻，再通過造粒機(jī)造成粒狀喂料(喂料中粘結(jié)劑的體積占比為45%)；
52.注射成形:將聚甲醛塑料(Ρ0Μ)注射成倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架(如圖2所示)，然后放到產(chǎn)品模具中，將經(jīng)混煉造粒后得到的喂料注射到產(chǎn)品模具中進(jìn)行模內(nèi)注塑得到帶有倒扣結(jié)構(gòu)仿形支架的產(chǎn)品生坯；
53.脫