[发明专利]一种金属粉末注射成型用粘接剂及其制备方法

说明书

本发明涉及金属粉末注射成型技术领域，公开了一种金属粉末注射成型用粘接剂，包括按重量百分比计的如下组分：聚乙二醇50wt%~65wt%，增塑剂30wt%~45wt%，硬脂酸4wt%~6wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.1wt%~0.2wt%。还公开了上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，能够提高注射成型零件的力学性能。

技术领域

本发明涉及金属粉末注射成型技术领域，具体涉及一种金属粉末注射成型用粘接剂及其制备方法。

背景技术

近年来，制备金属粉末的技术突飞猛进，近净成形技术迅速崛起，金属粉末注射成型技术（MetalPowderInjectionMoldingTechnology，简称MIM)也随之发展起来，通过制粉、混炼造粒、利用模具注射成形坯、脱脂、烧结、后处理等工艺快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件，可批量生产，该工艺技术不仅具有工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，还克服了传统粉末冶金工艺制品材质不均匀、机械性能低、不易成型薄壁、复杂结构的缺点，特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。

但目前金属粉末注射成型技术（MIM）制备不同合金零件只有很少一部分实现工业化，其中一个重要的原因是没有良好的粘接剂，尤其是市场中针对钛及钛合金的MIM工艺使用的粘接剂种类少，效果也不佳。

对于粘接剂，目前应用最广泛的粘接剂是热塑性的蜡基粘接剂和聚合物粘接剂，针对合金粉末的MIM工艺，蜡基粘接剂其溶剂脱脂率低，所制备的零件中碳含量高，影响零件的性能，因此发展受限。聚合物粘接剂中聚甲醛扩散速率较大，与其他黏结剂相比，其脱脂效率较高，且能够制备厚度较大的制品，但在注射过程中聚甲醛发生分解产生毒性较大的甲醛，且催化脱脂过程中使用的强酸对设备的腐蚀作用较大，因此聚缩醛基黏结剂的应用受到限制。水溶性粘接剂是环境友好型的粘接剂，但使用水溶性粘接剂注射成型的零件力学性能不佳。

发明内容

为了解决现有技术中使用水溶性粘接剂注射成型的零件力学性能不佳的问题，提供一种金属粉末注射成型用粘接剂及其制备方法。

本发明提供一种金属粉末注射成型用粘接剂，包括按重量百分比计的如下组分：聚乙二醇50wt%~65wt%，增塑剂30wt%~45wt%，硬脂酸4wt%~6wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.1wt%~0.2wt%。

采用上述技术方案，由于本发明的金属粉末注射成型用粘接剂的组分中含有邻磺酰苯甲酰亚胺钠，采用本发明所述的粘接剂粘接金属粉末注射成型时，在金属粉末球受热、金属粉末球之间的距离减小的过程中，邻磺酰苯甲酰亚胺钠分子结构的-SO₂NH基，一方面能够减小金属粉末球的湿润角，使金属粉末球更易融熔，另一方面能够提高金属粉末球的活跃度；两方面作用相结合，能够降低零件成型过程中的内应力；在此基础上，邻磺酰苯甲酰亚胺钠结合聚乙二醇良好的粘接性能和硬脂酸的润滑剂，可大大提高金属粉末之间的熔合效果，从而在宏观上提高零件的力学性能，此外还可以通过提高金属粉末之间的熔合效果来降低零件表面粗糙度。

进一步的，按金属粉末注射成型用粘接剂的重量百分比计，还包括：硅烷偶联剂0.5wt%~1wt%，抗氧化剂0.1wt%~0.2wt%。

采用上述技术方案，硅烷偶联剂可有效降低金属粉末之间结合张力，其具有极佳的流平性和展布性，还可提高注射成型喂料的耐磨性、抗刮性和防粘性并有增光效果；硅烷偶联剂与硬脂酸合理复配后，可提高注射充模时的流动性，大大提高粘接剂与金属粉末混炼而成的注射成型喂料注射成型时的充型性，便于制备尺寸、结构复杂的构件。抗氧化剂的加入，避免了粘接剂与金属粉末混料造粒过程中氧含量的增加，能减少和延缓金属粉末和粘接剂的氧化现象。

进一步的，以重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇60wt%~65wt%，增塑剂30wt%~35wt%，硬脂酸4wt%~5wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.1wt%~0.2wt%，硅烷偶联剂0.5wt%~1wt%，抗氧化剂0.1wt%~0.2wt%。