本發(fā)明涉及一種金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑及其應(yīng)用，該粘結(jié)劑可用于輔助金屬粉末、陶瓷粉末的注射成形，使坯體保持特定形狀并具有一定強度。
背景技術(shù)：
金屬粉末注射成型技術(shù)是20世紀(jì)80年代形成的一門新興成型技術(shù)，可大批量的生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度高的微型金屬零件，能夠大大降低復(fù)雜微型金屬零件的制造成本，并在汽車、醫(yī)療器械、電動工具、電子電器等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。金屬粉末注射成型的核心技術(shù)是粘結(jié)劑的制備，它直接影響物料的混合、注射成型效率和最終產(chǎn)品的性能。蠟基粘結(jié)劑是金屬粉末注射成型技術(shù)早期應(yīng)用較廣的粘結(jié)劑。但該粘結(jié)劑中的石蠟必須采用己烷或庚烷等有機溶劑萃取，有機溶劑有毒且會導(dǎo)致環(huán)境問題。近年來，市場上主要使用催化脫脂型粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑的主要成分是聚甲醛，其脫脂需要以硝酸為催化劑對聚甲醛進(jìn)行催化降解，硝酸及催化產(chǎn)物易對人體造成傷害且極易污染環(huán)境。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新型的金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑，旨在減少環(huán)境污染，減少壓坯缺陷，提高成形劑脫除效率。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑，包括以下重量份的組分：
聚乙烯醇縮丁醛 10~30份，
聚甲基丙烯酸甲酯 2~5份，
聚乙二醇 65~90份，
非離子型聚丙烯酰胺 0.5~1份，
聚丙烯酸鈉 1~2份，
聚酰亞胺 0.05~0.1份，
油酸 0.1~1份，
其中，所述聚乙烯醇縮丁醛的分子量為30000~45000；所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量為10000~200000；所述聚乙二醇的分子量為600~15000；所述非離子型聚丙烯酰胺的分子量為8×106~1×107；所述聚酰亞胺的分子量為20000~30000，聚酰亞胺為粉末狀，其粒徑為0.5~5微米。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：
1. 上述方案中，所述金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑還包括抗氧劑，抗氧劑為吩噻嗪，其重量份為0.01~0.05份，吩噻嗪的作用是為了防止聚乙二醇在粉末注射成形加熱過程中的氧化。
本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在：
1、本發(fā)明的粘結(jié)劑組分中加入的聚乙烯醇縮丁醛在金屬粉末注射成形后可在坯體中形成骨架，加入微量的聚酰亞胺能夠進(jìn)一步為金屬粉末在注射成形后的坯體提供支撐力，形成穩(wěn)定的坯體結(jié)構(gòu)；聚甲基丙烯酸甲酯與金屬和陶瓷粉末有良好的粘結(jié)力，使坯體具有較高的強度，可很好的保持壓坯形狀。
2、本發(fā)明的粘結(jié)劑組分中加入的聚乙二醇與油酸對粉末具有良好的潤滑性，可有效的減少金屬粉料注射過程中金屬粉料中的內(nèi)摩擦和粉料與注射成形機和模具間的外摩擦，減少動力損失，提高粉料的流變性；
3、本發(fā)明的粘結(jié)劑組分中加入的非離子型聚丙烯酰胺既能為金屬粉末提供一定的粘結(jié)力，又能有效地降低金屬粉料注射過程中相互之間的摩擦阻力；而加入的聚丙烯酸鈉對整個粘結(jié)劑起到一定的分散作用，同時在金屬粉末注射成形過程中還能使粘結(jié)劑穩(wěn)定地、均勻地分散至金屬粉末上。
4、該方案操作簡便、易實施，在注射成形粉料中加入占金屬粉料重量的1~12%的本發(fā)明的新型粘結(jié)劑，在注射成形時物料流動性好，壓坯缺陷少，強度高，且易于脫除，無有害分解、殘留物，可滿足金屬、陶瓷粉末注射成形的工藝和技術(shù)要求，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
5、本發(fā)明的粘結(jié)劑不同于傳統(tǒng)石蠟基粘結(jié)劑，為水溶性粘結(jié)劑。由于所添加組分大多為水溶性的，因此，在粉末注射成形后毛坯可采用水溶解法將粘結(jié)劑脫除，與傳統(tǒng)石蠟基粘結(jié)劑用有機溶劑催化脫除法比，這是一種快速、廉價、無污染的脫除方法。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
實施例1~3：一種金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑
實施例1~3的制備方法：根據(jù)表1的配方將聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇、非離子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、聚酰亞胺、油酸以及吩噻嗪按照各自的重量份數(shù)稱好后，在攪拌條件下將上述原料加入裝有水的桶中攪拌至混合均勻，制得所述金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑。
上述金屬粉末注射成形用粘結(jié)劑由以下重量份的組分組成，如表1所示：
表1
其中，所述聚乙烯醇縮丁醛的分子量為35000；所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量為15000；所述聚乙二醇的分子量為10000；所述非離子型聚丙烯酰胺的分子量為8×106；所述聚酰亞胺的分子量為25000，聚酰亞胺為粉末狀，其粒徑為0.5~5微米。
采用14.5μm 316L不銹鋼粉，在真空混煉機中加入占不銹鋼粉重量8%的實施例1的粘結(jié)劑進(jìn)行混煉。采用該新型成形劑得到的注射成形制品坯體表面光滑，強度高，坯體在水溶液中將粘結(jié)劑浸出，并在200~600℃分段加熱，該殘留粘結(jié)劑逐步可控分解并均勻緩慢地排出分解產(chǎn)生的氣體，無熱分解殘留物。成形劑脫除后的坯體在真空燒結(jié)爐中于1400℃溫度下燒結(jié)，得到尺寸收縮均勻的制品。
應(yīng)用對比例：
除了粘結(jié)劑類型不同之外，對比例的316L不銹鋼粉中加入市面上常見的石臘基粘結(jié)劑，其它條件與實施例1完全相同，制得制品以作對比。
經(jīng)檢測，實施例一和對比例所得的316L不銹鋼各自性能指標(biāo)如表2所示。
表2
從表2所列的數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明技術(shù)方案后，注射成形制品拉伸強度和斷裂伸長率均有不同程度的提升，制品的密度也有提高，制品維氏硬度計比石蠟基制品要高。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。