[发明专利]金属粉末一次注射成型风扇及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属粉末注射成型领域，特别是涉及一种金属粉末一次注射成型风扇及其制备方法。

背景技术

散热问题一直是轻薄型电子信息产品（如笔记本电脑、平板电脑等）最大的技术瓶颈之一，散热好坏关系到产品运行的稳定程度和整机使用寿命，因此散热问题是其产品设计中的重要环节。

例如笔记本电脑，由于其体积比较小，发热元件集中，散热设计有相当大的难度，正常使用时普通CPU的表面温度在50摄氏度以上，而内部更是高达80度甚至上百度。目前采用的风冷式散热器普遍使用的是塑胶风扇扇叶，其在散热工作过程中主要有如下两大缺陷：

第一，塑胶材质的扇叶其本身不能散热，在有限空间里加快散热的手段只能通过提高其转速来加快空气流通，但这一的后果是导致噪音并减少了风扇寿命；

第二，塑胶材质的扇叶长时间在50℃—100℃之间工作会导致风扇扇叶受热变形，导致其动平衡失效，产生噪声和加速轴承磨损，使得散热效果下降，以致影响产品的性能和寿命，严重情况下可致工作元件高温异常并烧毁。

之所以采用塑胶材质的扇叶，是因为目前还没有金属材质的整体成型扇叶可以替代。少量定位高端产品的内部风扇扇叶采用金属材质制造，但由于采用多个单叶叶片焊接连接的制造方法而成，虽然散热效果得到了改善，但大批量、快速生产存在困难，生产成本很高。

目前，电子产品日益轻薄，对散热系统提出了更高的要求，金属风扇整体扇叶的制造发明对满足产品设计要求提供了最快的实现可能性。

金属粉末注射成型是近年来在国际上迅速发展的一项新的成型技术，其优势在于能够形成复杂形状的小型金属零部件，且制品各个部位密度均匀，性能优异。

金属粉末注射成型的工艺流程为将微细的金属粉末与有机粘结剂均匀混合成为具有流变性的物质，采用先进的注射机注入具有零件形状的模腔形成坯件，随后通过脱除粘结剂并经烧结，使其高度致密成为金属制品。

我公司通过研究风扇扇叶的结构特点，结合金属粉末注射成型的工艺基础，采用了独特的粘结剂配方及脱脂烧结工艺，发明制造出了金属风扇整体扇叶。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种金属粉末一次注射成型风扇及其制备方法，能够实现大批量快速制造结构复杂和耐温性能好的金属风扇整体扇叶，散热性能良好，耐工作温度高，延长了风扇寿命，具有极强的市场竞争力。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种金属粉末一次注射成型风扇的制备方法，包括如下步骤：

（a）混料：将金属粉末放入混料设备中混合并预热，然后放入粘结剂均匀混炼2~3小时，得混合物料；

（b）模具制造：对金属风扇的模具进行设计制造，形成具有金属风扇形状的模具型腔；

（c）注射成型：将混合物料注入注塑成型机的料筒中，然后通过注射成型机的喷嘴注入到金属风扇的模具型腔中得到毛坯件；

（d）脱脂：将毛坯件在容器中升温至60~150℃，并恒温保持1~3小时，脱除粘结剂，获得了金属风扇的粗品件；

（e）烧结成型：将脱脂后的粗品件放置在高温烧结炉中，逐步升温至1200~1400℃，并保温1~6小时，然后冷却至室温，得到了一体成型的金属风扇。

在本发明一个较佳实施例中，所述粘结剂占混合物料的重量百分比为8~20%。

在本发明一个较佳实施例中，所述粘结剂及其重量份数为：聚甲醛80~90、聚乙烯5~15、乙烯-醋酸乙烯共聚物3~10、硬脂酸或硬脂酸锌2~8。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（a）中，金属粉末与粘结剂的混合温度为 150~200℃。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（c）中，料筒的温度控制在 150~200℃，喷嘴的温度控制在 150~200℃，模具型腔中温度控制在 80~130℃，所述喷嘴的注塑速度为50~100g/s，所述注塑过程的压力控制在70~120MPa。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（d）中，升温速度为5~15℃/min。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（e）中，高温烧结炉的升温速度为5~15℃/min。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种金属粉末一次注射成型风扇，包括：轮毂、呈放射状环设在轮毂上的多个风扇叶片以及用于连接风扇叶片的轮盘，所述风扇叶片从轮毂的边缘部分延伸至轮盘上，所述多个风扇叶片呈整体式连接并与轮毂和轮盘成型为一体。