本發(fā)明涉及一種金屬陶瓷材料、制備方法及其產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
ti(c，n)金屬陶瓷是一種新型的工具材料，具有密度低、室溫硬度都優(yōu)于wc基硬質(zhì)合金，化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性好，耐磨性好等優(yōu)點。其應(yīng)用填補了wc硬質(zhì)合金和陶瓷刀具之間高速精加工和半精加工的空白，既適用于高速精加工，又適用于半精加工和間斷切削加工，且切削速度高，表面質(zhì)量好，刀具壽命長。
而現(xiàn)階段3c電子產(chǎn)品飛速發(fā)展，手機、穿戴產(chǎn)品已經(jīng)成為人們不可或缺的消費品。ti(c，n)金屬陶瓷材料密度低、硬度高、耐磨性好等優(yōu)點，其材料應(yīng)用到手機、穿戴等3c電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)件，將必然會受到消費者的喜愛。但ti(c，n)金屬陶瓷所選加工工藝pm(粉末壓制成型)的限制，現(xiàn)階段金屬陶瓷的市場應(yīng)用基本局限于加工切削刀具市場。
金屬注射成形(簡稱mim)是一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術(shù)，眾所周知,塑料注射成形技術(shù)低廉的價格生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀的制品,但塑料制品強度不高,為了改善其性能,可以在塑料中添加金屬或陶瓷粉末以得到強度較高、耐磨性好的制品，近年來，這一想法已發(fā)展演變?yōu)樽畲笙薅鹊靥岣吖腆w粒子的含量并且在隨后的燒結(jié)過程中完全除去粘結(jié)劑并使成形坯致密化。這種新的粉末冶金成形方法稱為金屬注射成形。
ti(c，n)金屬陶瓷用mim工藝可以加工制作成各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜制品，應(yīng)用于3c電子產(chǎn)品手機后蓋、穿戴表殼等結(jié)構(gòu)件,解決了金屬陶瓷材料應(yīng)用只局限于切削刀具等簡單結(jié)構(gòu)件的問題。喂料是mim工藝的核心原料，是將金屬陶瓷粉末與成形劑按照一定比例均勻混合得到的一種原料，喂料性能的優(yōu)劣，將直接影響金屬陶瓷產(chǎn)品性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬陶瓷材料、制備方法及其產(chǎn)品，該材料可在滿足金屬陶瓷產(chǎn)品性能品質(zhì)要求的情況下，實現(xiàn)3c電子產(chǎn)品復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工制作。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種用于mim工藝的金屬陶瓷材料，包括成形劑和ti(c，n)金屬陶瓷粉末，所述成形劑和所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末的質(zhì)量比為1.2-1.6：8.8-8.4，所述成形劑包括如下質(zhì)量百分比的組分：
進(jìn)一步地：
所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末的振實密度dt：3.3～3.6g/cm3。
所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末滿足如下規(guī)格：-200目。
一種所述的金屬陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
s2、金屬陶瓷粉末預(yù)熱：將所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末加熱到預(yù)定溫度，所述預(yù)定溫度為能夠?qū)⑺龀尚蝿┤廴诘臏囟龋?/p>
s3、混料：按照配比將所述成形劑加入已達(dá)所述預(yù)定溫度的所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末中進(jìn)行混合，使所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末與所述成形劑預(yù)結(jié)成團(tuán)塊狀；
s4、擠出制粒：將經(jīng)步驟s3處理后的物料送入擠出機，擠出造粒，制得金屬粉末注射成型喂料。
進(jìn)一步地：
步驟s2之前還包括以下步驟：
s1、預(yù)處理：將作為所述成形劑組分的原料粉碎至與待混合的ti(c，n)金屬陶瓷粉末處于同一粒徑層級。
步驟s1中將所述成形劑中的有機高分子聚合物粉碎至粒徑在80±5μm范圍。
步驟s1中在-50℃以下對所述成形劑進(jìn)行超低溫粉碎。
步驟s2中將所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末加熱到160～180℃。
步驟s3中將所述成形劑與所述ti(c，n)金屬粉末混煉10～30min。
一種產(chǎn)品，是由如權(quán)利要求1至3任一項所述的金屬陶瓷材料通過mim工藝制作而成的產(chǎn)品。
優(yōu)選地，所述產(chǎn)品為3c電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明提供的不銹鋼合金材料采用特定的配方，其中成形劑和ti(c，n)金屬陶瓷粉末的質(zhì)量比為1.2-1.6：8.8-8.4，該成形劑包括質(zhì)量百分比1.5～3％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sbs)、0.5～1.5％的抗氧劑、2～8％的高密度聚乙烯(hdpe)、1.5～4％的聚乙烯-乙酸酯、4～6％的聚乙二醇、78～90％的聚甲醛，將該金屬陶瓷材料用在mim工藝，作為mim喂料，可以加工制作出滿足各種3c電子設(shè)備所需的復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品，且具有高品質(zhì)的產(chǎn)品性能。經(jīng)實驗驗證，該金屬陶瓷材料的熔融指數(shù)在300～1000g/cm3，喂料的收縮系數(shù)在1.160～1.170；形成的坯體密度在4.25-4.3g/cm3；燒結(jié)后密度在6.0-6.8g/cm3；產(chǎn)品的硬度達(dá)到89-93hra，抗彎強度≥1800mpa。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的實施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
在一種實施例中，一種用于mim工藝的金屬陶瓷材料，包括成形劑和ti(c，n)金屬陶瓷粉末，所述成形劑和所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末的質(zhì)量比為1.2-1.6：8.8-8.4，所述成形劑包括如下質(zhì)量百分比的組分：
在優(yōu)選實施例中，所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末的振實密度dt：3.3～3.6g/cm3。
在優(yōu)選實施例中，所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末滿足如下規(guī)格：-200目。
在一種實施例中，一種所述的金屬陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
s2、金屬陶瓷粉末預(yù)熱：將所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末加熱到預(yù)定溫度，所述預(yù)定溫度為能夠?qū)⑺龀尚蝿┤廴诘臏囟龋?/p>
s3、混料：按照配比將所述成形劑加入已達(dá)所述預(yù)定溫度的所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末中進(jìn)行混合，使所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末與所述成形劑預(yù)結(jié)成團(tuán)塊狀；
s4、擠出制粒：將經(jīng)步驟s3處理后的物料送入擠出機，擠出造粒，制得金屬粉末注射成型喂料。
在優(yōu)選實施例中，步驟s2之前還包括以下步驟：
s1、預(yù)處理：將作為所述成形劑組分的原料粉碎至與待混合的ti(c，n)金屬陶瓷粉末處于同一粒徑層級。
在優(yōu)選實施例中，步驟s1中將所述成形劑中的有機高分子聚合物粉碎至粒徑在80±5μm范圍。
在優(yōu)選實施例中，步驟s1中在-50℃以下對所述成形劑進(jìn)行超低溫粉碎。
在優(yōu)選實施例中，步驟s2中將所述ti(c，n)金屬陶瓷粉末加熱到160～180℃。
在更優(yōu)選實施例中，步驟s3中將所述成形劑與所述ti(c，n)金屬粉末混煉10～30min。
在一種實施例中，一種產(chǎn)品，是由所述的金屬陶瓷材料通過mim工藝制作而成的產(chǎn)品。
優(yōu)選地，所述產(chǎn)品為3c電子設(shè)備結(jié)構(gòu)件，例如為(但不限于)手機、穿戴類消費電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件。
在具體實施例中，一種金屬陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
s1、預(yù)處理：將作為成形劑組分的原料在優(yōu)選-50℃以下的超低溫下進(jìn)行粉碎，粉碎至與待混合的ti(c，n)金屬陶瓷粉末處于同一粒徑層級，優(yōu)選將成形劑中的有機高分子聚合物粉碎至粒徑80±5μm；
s2、金屬陶瓷粉末預(yù)熱：將待混合的金屬陶瓷粉末加熱到預(yù)定溫度，所述預(yù)定溫度為能夠?qū)⑺稣辰Y(jié)劑熔融的溫度，優(yōu)選加熱到160～180℃；
s3、混料：將成形劑加入已達(dá)到所述預(yù)定溫度的金屬陶瓷粉末中混合，優(yōu)選混煉10～30min，使金屬陶瓷粉末與成形劑預(yù)結(jié)成團(tuán)塊狀，其中所述成形劑包括經(jīng)步驟s1處理的原料
s4、擠出制粒：將經(jīng)步驟s3處理后的物料送入擠出機，塑化、擠出，并進(jìn)行造粒，制得粉末注射成型喂料。
實例一
金屬陶瓷材料含有如下組分：
實例二
金屬陶瓷材料含有如下組分：
將該金屬陶瓷材料用在mim工藝，作為mim喂料，可以加工制作出滿足各種3c電子設(shè)備所需的復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品，且具有高品質(zhì)的產(chǎn)品性能。經(jīng)實驗驗證，該金屬陶瓷材料的熔融指數(shù)在300～1000g/cm3，喂料的收縮系數(shù)在1.160～1.170，典型值1.165；形成的坯體密度在4.25-4.3g/cm3；燒結(jié)后密度在6.0-6.8g/cm3。使用該金屬陶瓷材料作為喂料，通過mim工藝可加工出復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品，產(chǎn)品的硬度達(dá)到89-93hra，抗彎強度≥1800mpa。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。