[发明专利]一种熔芯式金属注射成形工艺

说明书

技术领域

本发明金属注射成形技术领域，具体涉及一种熔芯式金属注射成形工艺。

背景技术

金属注射成形是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的一种成形方法，其工艺步骤是选取符合要求的金属粉末和粘结剂，然后在一定温度下用适当的方法将粉末和粘结剂混合成均匀的喂料，经制粒后在注射成形，获得的成形坯经脱脂处理后烧结至密化成为最终产品。而现有的金属注射成形加工工艺，对内部结构复杂、厚度较薄、重量在0.1～200g的金属结构件成形较为困难，且成形后的成品表面光洁度差，尺寸精度低，制品的致密度低，材料的适用范围窄，加之金属注射成形工艺需要模具进行注射成形，对于批量生产的产品结构较为复杂的部件，则存在模具制造难度高、成型困难、加工成本较高、加工的方法较为繁琐的缺点，更有甚者无法用模具注射成形，即使成形后，脱模也较为困难，严重影响产品的质量，且生产效率低。因此，研制开发一种制造复杂结构金属制品的方法简单、制模、脱模容易、生产效率高、适用范围广的熔芯式金属注射成形工艺是客观需要的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制造复杂结构金属制品的方法简单、制模、脱模容易、生产效率高、适用范围广的熔芯式金属注射成形工艺。

本发明的目的是这样实现的，一种熔芯式金属注射成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：

①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂按8～11:1～1.5的比例配料；

②混炼：将配制好的混合物放入混料器中，在转速为20～30r/min、温度为180～200℃的工况下混炼2～4小时，混料好的料经两次片状、棒状挤压制粒，使喂料进一步均匀、密实，得到适于注射的粒状喂料；

③POM注射成形：成形前对POM材料干燥5～6h，干燥温度为80～90℃，然后将POM材料加入到压型机内，利用压型机将POM材料浇注入预先设计好的产品内部结构的模具中制得型芯，浇注过程中，其注射压力为12～16MPa，温度为100～250℃，浇注时间为20～30s；

④合模：将浇注成形的型芯在定位机构的导引下精确的嵌入到外模内；

⑤镶嵌注射成形：利用注射成形机将混炼后制得的颗粒注射到合模后的模腔内，经保压、冷却固化后，得到成形品，注射过程中，注射压力为8～100MPa，注射温度为80～165℃，保压压力为50～70MPa，保压时间2～5s，冷却时间10～20s；

⑥脱模熔芯：打开外膜，取出带型芯的内模制件,加热熔化型芯；

⑦脱脂：采用热脱脂技术对工件中的粘结剂进行脱脂处理，脱脂的温度为150～400℃，脱脂的时间为2～6h；

⑧烧结：对脱脂后的成形品在真空条件下进行烧结处理，烧结的温度为1200～1800℃，烧结的时间：15～18h；

⑨后处理；对烧结后的成形品进行整形、热处理和表面处理。

上述所述工艺中所述的POM材料俗称聚甲醛，学名聚氧化聚甲醛，又称赛刚、特钢，它是以甲醛等原料聚合所得。其中的聚甲醛均聚物POM-H和聚甲醛共聚物POM-K都是高密度、高结晶度的热塑工程塑料，具有良好的物理、机械和化学性能，尤其具有良好的耐摩擦性能，可以在-40～100℃的温度范围内长期使用，加之POM材料属于结晶性塑料，其熔点较为明显，一旦达到熔点，熔体粘度就会迅速下降，当温度超过一定限度或熔体受热时间过长，就会引起分解，因此POM材料主要用于齿轮，轴承，汽车零部件、机床、仪表内件等起骨架作用的产品。但POM材料不适于用在具有酸性、碱性和有紫外线辐射的场合。

采用上述的成形工艺，其关键在于型芯的成形采用POM注塑成形，其工艺比较简单，适用范围广，不但可以实现结构复杂产品的快捷注塑成型，而且由于POM材料在190～230℃左右温度下容易被分解，制得的产品脱模比较容易，大大提高了生产效率。同时，采用本工艺制得的产品其内部组织均匀、致密度高、产品表面光洁度好、尺寸精度高、产品质量稳定，为批量生产小型、精密、三维形状复杂以及具有特殊性能要求的各种金属材料的零部件节约了大量的时间和成本，具有较好的经济效益和良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。

实施例1：

本方法的具体步骤如下：

①配料：将颗粒粒度为0.5～10um的金属粉末和热固性塑料粘结剂聚乙烯按8:1的比例配料；