專利名稱：一種粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑的制備及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末微注射成形技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種金屬和陶瓷粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑的制備及脫除方法。
背景技術(shù)：
隨著微系統(tǒng)技術(shù)在近年來(lái)的不斷發(fā)展和人們對(duì)產(chǎn)品的小型化、微型化的日益增長(zhǎng)的需求，微系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用潛力巨大，目前已在電子、信息、通訊技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，其需求和發(fā)展?jié)摿υ诮窈髮⑹菬o(wú)可估量的。而微型結(jié)構(gòu)和零部件是微系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)和 發(fā)展的基礎(chǔ)，微型結(jié)構(gòu)和零部件的加工和生產(chǎn)成為決定該技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。微型零件的制備方法發(fā)展成熟的主要有微型切削、激光切削、硅刻蝕技術(shù)、LIGA(光刻，電鍍和鑄造)技術(shù)等，但以激光切割為代表的加工方法往往受到微型尺寸的復(fù)雜形狀的加工時(shí)受到限制，僅適用于一些較簡(jiǎn)單的形狀，而刻蝕技術(shù)等受到加工材料的局限，目前規(guī)?；a(chǎn)僅限于硅，且無(wú)法同時(shí)滿足技術(shù)可行性與高性價(jià)比的雙重要求，且生產(chǎn)效率低，無(wú)法應(yīng)用于批量生產(chǎn)。粉末微注射成形技術(shù)作為粉末注射成形技術(shù)的延伸發(fā)展，傳承了金屬材料和陶瓷材料的廣泛適用性、性價(jià)比高、宜于批量化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，在近年來(lái)得到了快速發(fā)展，是一種有極大發(fā)展前景的微型零部件制造技術(shù)。粘結(jié)劑在粉末微注射成形過(guò)程中雖僅僅是中間媒介，但卻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是決定產(chǎn)品成形精度的關(guān)鍵參數(shù)之一，需要對(duì)喂料提供良好的充型性能，同時(shí)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，保證在脫模和脫脂過(guò)程中坯體不會(huì)發(fā)生變形。相對(duì)粉末注射成形，粉末微注射成形技術(shù)對(duì)產(chǎn)品精度的要求要高得多，因此對(duì)注射過(guò)程、脫脂過(guò)程的控制的要求更加嚴(yán)格。因此，粘結(jié)劑的選擇和優(yōu)化成為微型零部件生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種克服傳統(tǒng)注射成形技術(shù)中常用粘結(jié)劑導(dǎo)致的喂料流動(dòng)性不夠高、充型不完整的缺陷的金屬和陶瓷粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑的制備及使用方法。本發(fā)明的粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑為多聚合物組元熱塑性粘結(jié)劑，包括石蠟(PW)、蜂蠟(BW)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、高密度聚乙烯(HDPE)、硬脂酸(SA)等五種主要成分，以石蠟和蜂蠟的共同作用來(lái)保證喂料的良好的流動(dòng)性，以乙烯-醋酸乙烯酯和高密度聚乙烯的共同作用來(lái)提供喂料在脫模和脫脂中的坯體的足夠的強(qiáng)度，同時(shí)不影響流動(dòng)性，以硬脂酸為表面活性劑各組元的含量分別為石蠟10 40wt%，蜂蠟5 30wt%，乙烯-醋酸乙烯酯10 45wt%,高密度聚乙烯15 40 wt%,硬脂酸5 20wt%,其制備工藝為在恒溫裝置中，在110 150 ° C溫度下，先將高密度聚乙烯加入并熔化，然后依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、石蠟和蜂蠟，以及硬脂酸，待全部組元融化后，連續(xù)加熱攪拌10分鐘，充分混合，得到預(yù)混態(tài)的粘結(jié)劑。
本發(fā)明的另一目的是提供上述粘結(jié)劑的使用方法，具體包括以下步驟
步驟I :將金屬或陶瓷粉與粘結(jié)劑按照體積比為30-60:70-40的比例，平均分3次加入粘結(jié)劑中混合均勻，混煉時(shí)間為I. 5 2小時(shí)，待其冷卻后取出、破碎，在溫度為145 170°C，壓力為60 95MPa進(jìn)行喂料注射，
步驟2 :注射完成后采用溶劑脫脂+熱脫脂或熱脫脂去除掉粉末中的粘結(jié)劑成分；其中，溶劑脫脂的工藝浸泡6 12小時(shí)，溶劑為四氯化碳、正庚烷、三氯甲烷、正己烷、石油醚、無(wú)水乙醚或無(wú)水乙醇。表I所示各溶劑對(duì)粘結(jié)劑組分的溶解情況，高密度聚乙烯是維持坯體在脫脂過(guò)程中的強(qiáng)度的關(guān)鍵組分，在各溶劑中均不溶解。
表I粘結(jié)劑組分在各試劑中的溶解性
權(quán)利要求
1.一種粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑的制備方法，其特征在于，該熱塑性粘結(jié)劑成分中各組元的含量分別為石臘10 40wt%,蜂臘5 30wt%,乙烯-醋酸乙烯酯10 45wt%,高密度聚乙烯15 40 wt%,硬脂酸5 20wt%，其制備工藝為在恒溫裝置中，在110 150 °C溫度下，先將高密度聚乙烯加入并熔化，然后依次加入乙烯-醋酸乙烯酯、石蠟和蜂蠟，以及硬脂酸，待全部組元融化后，連續(xù)加熱攪拌10分鐘，充分混合，得到預(yù)混態(tài)的粘結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑的使用方法，具體包括以下步驟步驟I :將金屬或陶瓷粉與粘結(jié)劑按照體積比為30-60:70-40的比例，平均分3次加入粘結(jié)劑中混合均勻，混煉時(shí)間為I. 5 2小時(shí)，待其冷卻后取出、破碎，在溫度為145 170°C，壓力為60 95MPa進(jìn)行喂料注射； 步驟2 :注射完成后采用溶劑脫脂+熱脫脂或熱脫脂去除掉粉末中的粘結(jié)劑成分；其中，溶劑脫脂的工藝為浸泡6 12小時(shí)，溶劑為四氯化碳、正庚烷、三氯甲烷、正己烷、石油醚、無(wú)水乙醚或無(wú)水乙醇。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種粉末微注射成形用熱塑性粘結(jié)劑的制備的使用方法。屬于粉末微注射技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的特點(diǎn)是粘結(jié)劑由多種成分組成，與金屬和陶瓷粉末的混煉過(guò)程操作簡(jiǎn)單，注射溫度窗口寬，喂料的流動(dòng)性好，脫模和脫脂時(shí)坯體的強(qiáng)度高，無(wú)注射和脫脂缺陷，脫脂后殘留量低。本發(fā)明中粘結(jié)劑中含有石蠟PW、蜂蠟BW、高密度聚乙烯HDPE、乙烯-乙酸乙烯酯EVA和硬脂酸SA，該粘結(jié)劑的成分為5～40%PW+5～20%BW+10～32%HDPE+10～40%EVA+5～25%SA，其中各成分的含量為質(zhì)量百分比。本發(fā)明使粉末微注射成形技術(shù)生產(chǎn)微型零件時(shí)，零件的成形精度顯著提高，擴(kuò)大了金屬和陶瓷微型零件的生產(chǎn)應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C04B35/632GK102775673SQ20121021605
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者倪新雷, 尹海清, 曲選輝 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)