[发明专利]一种粉末注射成型用粘结剂、制备方法及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末注射成型领域，具体而言，涉及一种粉末注射成型用粘结剂、制备方法及其应用方法。

背景技术

粉末注射成型(简称MIM)是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净成型技术。该技术作为产品生产加工的四大方法之一，是近年来粉末冶金学科和工业领域中发展十分迅猛的一项高新技术，越来越受到重视，各国、各厂家都开始加大这方面的研发和投入。

粘接剂是粉末注射成型工艺中重要一环。在粉末注射成型生产过程中，为使得金属粉末或陶瓷粉末具有良好的流动性以填充复杂模腔，制备出结构均匀、性能优良的产品，必须加入粘结剂。由于粘结剂只是一个帮助实现成型的中间介质，因此需要在随后的脱脂工艺过程中能够方便地将其去除。

脱脂工艺是粉末注射成型技术的关键步骤，它会影响坯件的质量，同时花费的时间最长，对生产效率有着很大的影响。目前，常用的脱脂方法包括溶剂脱脂和热脱脂。而现有的粘结剂在溶剂脱脂过程中，大厚度试样极易发生溶胀开裂。若采用直接热脱脂，现有的粘结剂耗时长，由于大厚度试样中的分解气体无法顺利逸出，在坯体内产生较大的应力，导致鼓泡和开裂等缺陷，并且脱脂阶段产生的缺陷不能在烧结阶段消除。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种适用于金属粉末或陶瓷粉末注射成型用粘结剂。本发明提供的粉末注射成型用粘结剂克服了传统粘结剂在脱脂过程中易导致坯体出现鼓泡、开裂等缺陷的问题，利用各个组分的特性，将多种组分通过科学配伍组合在一起，既能够显著提高金属粉末或陶瓷粉末同粘结剂之间的相容性，同时，在脱脂过程中又能快速除去，不会导致坯体出现鼓泡、开裂等缺陷，从而保证坯体的质量。

本发明的第二目的在于提供一种所述的粘结剂的制备方法，该制备方法简单快捷，无需任何复杂操作，将各组分按照配比配置后置于混炼机中混合即得。

本发明的第三目的在于提供一种所述粘结剂的应用方法。该方法将粘结剂与粉末混合后注射成型得到坯件，经脱脂后将粘结剂脱除干净，经烧结后得到形状和性质符合要求的坯件。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种粉末注射成型用粘结剂，按照质量百分数计算，主要由以下组分制备而成：

聚甲醛65-75％、邻苯二甲酸二辛酯4-9％、聚乙烯6-13％、丙烯酸酯共聚物1-3％、聚丙烯酰胺3-8％、石蜡1.5-4％、微晶蜡2-6％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5-2％。

本发明提供的粘结剂中以聚甲醛、邻苯二甲酸二辛酯、聚乙烯为主体，加入丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺、石蜡、微晶蜡、乙烯醋酸乙烯酯共聚物作为粘结助剂，多种组分组合通过科学配伍组合在一起，既能够显著提高金属粉末或陶瓷粉末同粘结剂之间的相容性，同时，在脱脂过程中又能快速除去，不会导致坯体出现鼓泡、开裂等缺陷，从而保证坯体的质量。

其中，组分中的石蜡和微石蜡作为低分子物质，具有很好的流动性，起到润滑作用，能够降低粉末注射成型的喂料粘度；组分中的聚甲醛、聚乙烯、丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酰胺、乙烯醋酸乙烯酯共聚物起到骨架的作用，能够很好地维持坯体的形状；而组分中的邻苯二甲酸二辛酯有助于减少粉末团聚和孔洞等缺陷，保证坯体的力学性能。

其中，以质量百分数计，各组分适宜的用量为聚甲醛65-75％、邻苯二甲酸二辛酯4-9％、聚乙烯6-13％、丙烯酸酯共聚物1-3％、聚丙烯酰胺3-8％、石蜡1.5-4％、微晶蜡2-6％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5-2％。

进一步优选地，各组分的用量为聚甲醛68-72％、邻苯二甲酸二辛酯5-8％、聚乙烯8-11％、丙烯酸酯共聚物1.5-2.5％、聚丙烯酰胺4-6％、石蜡2-3.5％、微晶蜡3-5％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.8-1.5％。

更优选地，各组分的用量为聚甲醛69-70％、邻苯二甲酸二辛酯6-7％、聚乙烯8-9％、丙烯酸酯共聚物1.8-2％、聚丙烯酰胺4.5-5％、石蜡2.5-3％、微晶蜡3.5-4％、乙烯醋酸乙烯酯共聚物1.0-1.1％。

一种本发明提供的所述粘结剂的制备方法，包括如下步骤：

将各组分按照配比配置后，置于混炼机中混合。

本发明所提供的粘结剂的制备方法简单快捷，无需任何复杂操作，将各组分按照配比配置后置于混炼机中混合即得。

为了将各组分充分混合在一起，得到熔化状态的粘结剂，优选地，所述混合的步骤中，混合的时间为0.5-3小时，混合的温度为40-130℃，混合的速率为40-100转/分钟。