[发明专利]金属射出成型射料组合物、成型体及其制备方法

说明书

本发明提供一种金属射出成型射料组合物，其包含含有铜、钴或其组合的金属粉末、作为射料组合物的载体的结合剂、以及涂布于金属粉末上作为钝化层并具有如下结构式(1)所示的硅烷，结构式(1)

技术领域

本发明关于一种金属射出成型射料组合物、成型体及其制备方法，特别是关于一种能够使用硝酸作为催化剂来进行酸脱的金属射出成型射料组合物、成型体及其制备方法。

背景技术

金属射出成型(Metal Injection Molding，MIM)为一种结合粉末冶金和射出成型的技术。由于MIM制程适用于制造形状复杂、高精密度和高性能材质的零件，因此被广泛应用于制造汽车零件、电子零件、医疗组件、机械工业、日用品等领域。

MIM制程主要包含利用混合、混炼、加热及造粒等制程将金属粉末与结合剂并获得射出成型的射料组合物，并通过像是射出成型机等的模具射出成型为生胚，而后经脱脂(debinding)以去除结合剂，再将温度提升进行烧结而获得射出成型体。其中，由于脱脂步骤用于确保后续烧结的产品质量，因此脱脂步骤为MIM的关键步骤之一。

目前工业上利用的脱脂步骤可大致分为热脱脂(thermal debinding)法及触媒脱脂(catalytic debinding)法。热脱脂法是利用加热升温的方式使结合剂裂解，并利用惰性介质去除裂解后的结合剂，热脱脂法具有制程简单的优点，然而，其受到升温速率、持温时间等条件的限制。触媒脱脂法，亦称酸脱脂法，则应用以聚缩醛(polyacetal)作为结合剂的情况，通过导入强酸气体，进行使聚缩醛分解为甲醛的触媒反应。酸脱脂法具有产品的质量优良且进行催化反应所需时间较短的优点，然而，当金属粉末包含铜及/或钴时，硝酸会造成金属粉末氧化并产硝酸盐，而大幅降低脱脂效率。因此，仍须提供一种于金属粉末包含铜及/或钴时，仍能通过酸脱脂法进行快速脱脂的射料组合物。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的为提供一种金属射出成型射料组合物、成型体及其制备方法，利用涂布于金属粉末上以作为钝化层的硅烷，克服在MIM领域中无法使用酸脱脂法来制备包含钴及/铜的合金，进而改善上述现有技术所产生的问题。

根据本发明的目的，提供一种金属射出成型射料组合物，其包含：包含铜、钴或其组合的金属粉末、作为射料组合物的载体的结合剂、以及涂布于金属粉末上作为钝化层，且其结构如下结构式(1)所示的硅烷，

结构式(1)

其中，Y为保护基，不与硝酸反应；

R选自H、经取代或未取代的C₁-C₃₀烷基、经取代或未取代的C₁-C₃₀杂烷基、经取代或未取代的C₃-C₃₀环烷基、经取代或未取代的C₂-C₃₀杂环烷基、经取代或未取代的C₂-C₃₀烯基、经取代或未取代的C₃-C₃₀环烯基、经取代或未取代的C₂-C₃₀杂环烯基、经取代或未取代的C₆-C₆₀芳基、与经取代或未取代的C₁-C₆₀杂芳基；

其中，OR与金属粉末的表面吸附的水分子进行脱水反应。

优选地，金属粉末与硅烷的重量比为100：1至400：1。

优选地，Y选自经取代或未取代的长碳链烷基。

优选地，结合剂包含聚甲醛、聚烯及蜡中的至少一种。