一種粉末注射成型用粘結(jié)劑、制備方法及其應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及粉末注射成型領(lǐng)域，具體而言，涉及一種粉末注射成型用粘結(jié)劑、制備 方法及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉末注射成型（簡稱MIM)是將現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成 的一門新型粉末冶金近凈成型技術(shù)。該技術(shù)作為產(chǎn)品生產(chǎn)加工的四大方法之一，是近年來 粉末冶金學(xué)科和工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)展十分迅猛的一項高新技術(shù)，越來越受到重視，各國、各廠家 都開始加大這方面的研發(fā)和投入。
[0003] 粘接劑是粉末注射成型工藝中重要一環(huán)。在粉末注射成型生產(chǎn)過程中，為使得金 屬粉末或陶瓷粉末具有良好的流動性以填充復(fù)雜模腔，制備出結(jié)構(gòu)均勻、性能優(yōu)良的產(chǎn)品， 必須加入粘結(jié)劑。由于粘結(jié)劑只是一個幫助實現(xiàn)成型的中間介質(zhì)，因此需要在隨后的脫脂 工藝過程中能夠方便地將其去除。
[0004] 脫脂工藝是粉末注射成型技術(shù)的關(guān)鍵步驟，它會影響坯件的質(zhì)量，同時花費的時 間最長，對生產(chǎn)效率有著很大的影響。目前，常用的脫脂方法包括溶劑脫脂和熱脫脂。而現(xiàn) 有的粘結(jié)劑在溶劑脫脂過程中，大厚度試樣極易發(fā)生溶脹開裂。若采用直接熱脫脂，現(xiàn)有的 粘結(jié)劑耗時長，由于大厚度試樣中的分解氣體無法順利逸出，在坯體內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，導(dǎo) 致鼓泡和開裂等缺陷，并且脫脂階段產(chǎn)生的缺陷不能在燒結(jié)階段消除。
[0005] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種適用于金屬粉末或陶瓷粉末注射成型用粘結(jié)劑。 本發(fā)明提供的粉末注射成型用粘結(jié)劑克服了傳統(tǒng)粘結(jié)劑在脫脂過程中易導(dǎo)致坯體出現(xiàn)鼓 泡、開裂等缺陷的問題，利用各個組分的特性，將多種組分通過科學(xué)配伍組合在一起，既能 夠顯著提高金屬粉末或陶瓷粉末同粘結(jié)劑之間的相容性，同時，在脫脂過程中又能快速除 去，不會導(dǎo)致坯體出現(xiàn)鼓泡、開裂等缺陷，從而保證坯體的質(zhì)量。
[0007] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的粘結(jié)劑的制備方法，該制備方法簡單快 捷，無需任何復(fù)雜操作，將各組分按照配比配置后置于混煉機中混合即得。
[0008] 本發(fā)明的第三目的在于提供一種所述粘結(jié)劑的應(yīng)用方法。該方法將粘結(jié)劑與粉末 混合后注射成型得到坯件，經(jīng)脫脂后將粘結(jié)劑脫除干凈，經(jīng)燒結(jié)后得到形狀和性質(zhì)符合要 求的坯件。
[0009] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0010] -種粉末注射成型用粘結(jié)劑，按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計算，主要由以下組分制備而成：
[0011] 聚甲醛65-75 %、鄰苯二甲酸二辛酯4-9%、聚乙烯6-13%、丙烯酸酯共聚物 1-3%、聚丙烯酰胺3-8%、石蠟1. 5-4%、微晶蠟2-6%、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0. 5-2%。
[0012] 本發(fā)明提供的粘結(jié)劑中以聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯為主體，加入丙烯酸 酯共聚物、聚丙烯酰胺、石錯、微晶錯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物作為粘結(jié)助劑，多種組分組合 通過科學(xué)配伍組合在一起，既能夠顯著提高金屬粉末或陶瓷粉末同粘結(jié)劑之間的相容性， 同時，在脫脂過程中又能快速除去，不會導(dǎo)致坯體出現(xiàn)鼓泡、開裂等缺陷，從而保證坯體的 質(zhì)量。
[0013] 其中，組分中的石蠟和微石蠟作為低分子物質(zhì)，具有很好的流動性，起到潤滑作 用，能夠降低粉末注射成型的喂料粘度；組分中的聚甲醛、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，能夠很好地維持坯體的形狀；而組分中的鄰 苯二甲酸二辛酯有助于減少粉末團聚和孔洞等缺陷，保證坯體的力學(xué)性能。
[0014] 其中，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，各組分適宜的用量為聚甲醛65-75%、鄰苯二甲酸二辛酯 4-9%、聚乙烯6-13%、丙烯酸酯共聚物1-3%、聚丙烯酰胺3-8%、石蠟1. 5-4%、微晶蠟 2-6 %、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0. 5-2 %。
[0015] 進一步優(yōu)選地，各組分的用量為聚甲醛68-72 %、鄰苯二甲酸二辛酯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%、石蠟2-3. 5%、微晶蠟3-5%、乙 烯醋酸乙烯酯共聚物0. 8-1. 5%。
[0016] 更優(yōu)選地，各組分的用量為聚甲醛69-70 %、鄰苯二甲酸二辛酯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%、石蠟2. 5-3%、微晶蠟3. 5-4%、乙烯 醋酸乙烯酯共聚物1.0-1. 1%。
[0017] -種本發(fā)明提供的所述粘結(jié)劑的制備方法，包括如下步驟：
[0018] 將各組分按照配比配置后，置于混煉機中混合。
[0019] 本發(fā)明所提供的粘結(jié)劑的制備方法簡單快捷，無需任何復(fù)雜操作，將各組分按照 配比配置后置于混煉機中混合即得。
[0020] 為了將各組分充分混合在一起，得到熔化狀態(tài)的粘結(jié)劑，優(yōu)選地，所述混合的步驟 中，混合的時間為0. 5-3小時，混合的溫度為40-130°C，混合的速率為40-100轉(zhuǎn)/分鐘。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種所述粘結(jié)劑的應(yīng)用方法，主要包括如下步驟：
[0022] 將粘結(jié)劑與金屬或陶瓷粉末混合得到混合喂料；
[0023] 將所述混合喂料注射成型得到坯件；
[0024] 將所述坯件經(jīng)脫脂和燒結(jié)得到制品。
[0025] 在本發(fā)明提供的應(yīng)用方法中，將粘結(jié)劑與粉末混合后注射成型得到坯件，經(jīng)脫脂 后將粘結(jié)劑脫除干凈，經(jīng)燒結(jié)后得到形狀和性質(zhì)符合要求的坯件。
[0026] 優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑與所述金屬或陶瓷粉末混合的質(zhì)量比為（5-18) : (95-82)，最 優(yōu)選為11:89。
[0027] 優(yōu)選地，所述脫脂的步驟具體包括：首先在90_220°C的溫度下保溫3-12小時，脫 除60-75 %的粘結(jié)劑，后升溫至220-320°C，在這一溫度下保溫5-20小時，脫除剩余的粘結(jié) 劑。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0029] (1)本發(fā)明以聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯為主體，加入丙烯酸酯共聚物、聚 丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物作為粘結(jié)助劑，多種組分組合通過科學(xué)配 伍組合在一起制成的適用于金屬粉末或陶瓷粉末注射成型用的粘結(jié)劑，既能夠顯著提高金 屬粉末或陶瓷粉末同粘結(jié)劑之間的相容性，同時，在脫脂過程中又能快速除去，不會導(dǎo)致坯 體出現(xiàn)鼓泡、開裂等缺陷，從而保證坯體的質(zhì)量。
[0030] (2)本發(fā)明根據(jù)粘結(jié)劑中的組分特性，在脫脂過程中，首先在90-220°C的溫度下 保溫3-12小時，后升溫至220-320°C，在這一溫度下保溫5-20小時，從而可以實現(xiàn)快速脫脂 且不易產(chǎn)生缺陷和變形，對產(chǎn)品的尺寸限制小，特別適合厚度較大的成形坯，從而大大縮短 了脫脂時間，提高了生產(chǎn)效率。
【具體實施方式】
[0031] 下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會 理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體 條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為 可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0032] 實施例1
[0033] 按照配比（如表1所示）將聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯為主體，加入丙烯 酸酯共聚物、聚丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物置于混煉機中混合，得到本 實施例制備的粉末注射成型用粘結(jié)劑。
[0034] 實施例2
[0035] 按照配比（如表1所示）將聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯、丙烯酸酯共聚物、 聚丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物置于混煉機中，按照40轉(zhuǎn)/分的混合速 率，在40°C的混合溫度下混合3小時，得到本實施例制備的粉末注射成型用粘結(jié)劑。
[0036] 實施例3
[0037] 按照配比（如表1所示）將聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯、丙烯酸酯共聚物、 聚丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物置于混煉機中，按照40轉(zhuǎn)/分的混合速 率，在130°C的混合溫度下混合0. 5小時，得到本實施例制備的粉末注射成型用粘結(jié)劑。
[0038] 實施例4
[0039] 按照配比（如表1所示）將聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯、丙烯酸酯共聚物、 聚丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物置于混煉機中，按照100轉(zhuǎn)/分的混合速 率，在40°C的混合溫度下混合2小時，得到本實施例制備的粉末注射成型用粘結(jié)劑。
[0040] 實施例5
[0041] 按照配比（如表1所示）將聚甲醛、鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯、丙烯酸酯共聚物、 聚丙烯酰胺、石蠟、微晶蠟、乙烯醋酸乙烯酯共聚物置于混煉機中，按照100轉(zhuǎn)/分的混合速 率，在100°C的混合溫度下混合2小時，得到本實施例制備的粉末注射成型用粘結(jié)劑。
[0042] 實施例6
[0043] 按照配比（如表1所示）將聚甲醛、