本發(fā)明屬于金屬成型添加劑領(lǐng)域，具體涉及一種金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑。

背景技術(shù)：

金屬粉末注射成型技術(shù)(MIM)是成型小微型和異形復(fù)雜零部件的特殊近凈成型技術(shù)。粉末注射成型技術(shù)使用的原材料即喂料是由金屬或陶瓷粉末和粘結(jié)劑配制而成的在一定溫度下具有一定流動(dòng)性和成型型的混合物。在粉末注射成型的喂料組成中，粘結(jié)劑的種類和構(gòu)成直接影響到密煉、成型、脫脂等工藝，從而影響到燒結(jié)制品的致密度、微觀結(jié)構(gòu)、尺寸精度、力學(xué)性能等。因此，粘結(jié)劑的配置和添加是粉末注射成型喂料制備的關(guān)鍵核心技術(shù)。

粉末注射成型過(guò)程中，由于注射系統(tǒng)和進(jìn)膠系統(tǒng)會(huì)留存大量的喂料，使得喂料將被重復(fù)使用。而粘結(jié)劑在注射成型過(guò)程中由于高溫和注射壓力作用，將會(huì)降解和熱疲勞，降低喂料的流動(dòng)性和成型性，使注射成型產(chǎn)品產(chǎn)生流紋、邊角缺料、密度分布不均勻、變形嚴(yán)重等缺陷，并減少喂料的重復(fù)使用次數(shù)，增加生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種降低粘結(jié)劑在注射成型過(guò)程中的降解和熱疲勞、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加喂料的重復(fù)使用次數(shù)、降低生產(chǎn)成本的金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑包括如下重量份：聚甲醛50-95份、聚丙烯1-15份、高密度聚乙烯1-15份、硬脂酸或硬脂酸衍生物1-10份、多元醇1-10份。

硬脂酸及其衍生物作用是潤(rùn)滑作用，減小喂料與模具內(nèi)表面的摩擦，便于成型和脫膜；聚丙烯、高密度聚乙烯為喂料的骨架組元，提高注射成型生坯的強(qiáng)度。本發(fā)明的粘結(jié)劑不含有金屬元素，經(jīng)脫脂工藝后，能被完全脫出，不改變燒結(jié)制品的成分組元和性能?？梢员挥糜诮饘?、陶瓷、金屬和陶瓷復(fù)合等球形或不規(guī)則形狀固體粉末的喂料制備。通過(guò)本發(fā)明配方制備的粘結(jié)劑能夠提高固體粉末的裝載量，并且殘留量少，能使得產(chǎn)品重復(fù)利用10次以上，制備的成型產(chǎn)品的廢品率大大降低。

配方中各組分的固體粉末狀可以在室溫下直接攪拌混合均勻，也可以將各組元在熔融狀態(tài)下通過(guò)密煉機(jī)攪拌混合均勻，然后根據(jù)需要制備出相應(yīng)粒度大小的顆粒；還可以將各組元在熔融狀態(tài)下直接與金屬粉末通過(guò)密煉機(jī)攪拌混合均勻，然后根據(jù)需要制備出相應(yīng)粒度大小的顆粒。

進(jìn)一步優(yōu)選的，上述金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑包括如下重量份：聚甲醛60-80份、聚丙烯5-10份、高密度聚乙烯5-10份、硬脂酸或硬脂酸衍生物2-8份、多元醇2-8份。

進(jìn)一步優(yōu)選的，上述金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑包括如下重量份：聚甲醛70份、聚丙烯8份、高密度聚乙烯8份、硬脂酸或硬脂酸衍生物6份、多元醇6份。

進(jìn)一步的，上述金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑中所述多元醇為季戊四醇、甘油、三羥甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種混合。

現(xiàn)有技術(shù)中多采用苯甲酸酯或鄰苯二甲醋二丁酯等作為粘結(jié)劑添加劑，因其能改善粘結(jié)劑與金屬粉末的相容效果，改善喂料密煉過(guò)程混勻和生坯質(zhì)量穩(wěn)定性。而這些添加劑均為非水溶性物質(zhì)，在生產(chǎn)過(guò)程中及后處理處置費(fèi)用高、環(huán)境友好性較差，并且制備和處理設(shè)備對(duì)于例如水霧化金屬粉末等含水工藝較難有機(jī)結(jié)合。本發(fā)明所添加的多元醇均屬水溶性物質(zhì)，并且在與其它組分配伍時(shí)使得體系流動(dòng)性能更佳，脫粘步驟更容易，從而使得產(chǎn)品的廢品率大大降低，產(chǎn)品重復(fù)利用次數(shù)增加。更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述多元醇為三羥甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種混合。采用此優(yōu)選配方及配比可以使得制得的粘結(jié)劑在使用時(shí)喂料的重復(fù)使用次數(shù)提高、產(chǎn)品廢品率進(jìn)一步降低。

進(jìn)一步的，上述金屬粉末注射成型用粘結(jié)劑中所述硬脂酸衍生物為硬脂酸金屬鹽、硬脂酸稀土鹽、硬脂酸苯甲酰甲烷、硬脂酸季四戊醇酯中的一種或幾種混合。

采用本發(fā)明配方配制的粘結(jié)劑喂料，固體粉末體積裝載量可達(dá)50-65％，能有效控制材料的燒結(jié)收縮率，對(duì)材料的尺寸精度控制范圍可以達(dá)到0.2-0.6％，重復(fù)使用次數(shù)達(dá)到10次以上，降低產(chǎn)品廢品率，對(duì)于冷流道注射成型工藝異常有用，冷流道注射成型工藝即MIM的一種，指注射成型時(shí)喂料從注射口到模具型腔之間的流道的溫度低于喂料熔點(diǎn)，但是一般高于室溫。本發(fā)明能有效減少原材料的后續(xù)處理，降低生產(chǎn)過(guò)程成本。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。所述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例一

室溫下，將聚甲醛50kg、聚丙烯8kg、高密度聚乙烯8kg、硬脂酸苯甲酰甲烷6kg、三羥甲基乙烷6kg攪拌混合均勻即得產(chǎn)品。

實(shí)施例二

室溫下，將聚甲醛92kg、聚丙烯2kg、高密度聚乙烯15kg、硬脂酸1kg、甘油10kg攪拌混合均勻即得產(chǎn)品。

實(shí)施例三

室溫下，將聚甲醛60kg、聚丙烯5kg、高密度聚乙烯10kg、硬脂酸季四戊醇酯8kg、木糖醇2kg攪拌混合均勻即得產(chǎn)品。

實(shí)施例三

室溫下，將聚甲醛80kg、聚丙烯8kg、高密度聚乙烯5kg、硬脂酸鈉5kg、山梨醇8kg攪拌混合均勻即得產(chǎn)品。

將實(shí)施例一至實(shí)施例四所配制的粘結(jié)劑與固體金屬粉末混合進(jìn)行注射成型，固體金屬粉末的體積裝載量為60-65％，成型的密煉時(shí)間為20-60分鐘，密煉溫度和注射溫度為100-200℃，脫粘工藝采用硝酸催化脫脂和熱脫脂結(jié)合的工藝，能有效控制材料的燒結(jié)收縮率，對(duì)材料的尺寸精度控制范圍為0.2-0.6％，固體金屬粉末的重復(fù)使用次數(shù)為10-15次，與普通的粘結(jié)劑相比降低產(chǎn)品廢品率15-23％。