[发明专利]一种多孔金属粉末注射成形喂料及其制备方法、多孔金属异形零部件

说明书

本发明公开了一种多孔金属粉末注射成形喂料及其制备方法、多孔金属异形零部件，涉及粉末冶金技术领域。该多孔金属粉末注射成形喂料是通过将金属粉末与造孔剂碳酸钾颗粒混合得到混合粉末；混合粉末与高分子粘结剂密炼、破碎造粒得到喂料。该喂料可在酸性环境下同时催化分解并脱除聚甲醛和碳酸钾，脱脂后的灰坯保型性好，金属材料中易产生孔洞结构。该多孔金属异形零部件通过上述的多孔金属喂料经过注射、催化脱脂及高温烧结后制得，该多孔金属异形零部件产品孔隙分布均匀、性能高，可批量生产，后续少或无需机加工，成本低。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种多孔金属粉末注射成形喂料及其制备方法、多孔金属异形零部件。

背景技术

金属多孔材料具有密度小、比表面积大、阻尼性能好、比力学性能高等优点，是一种性能优异的结构功能一体化材料，被广泛地用于环保、电化学、医学等领域，具有消音降噪、减振吸能、过滤分离、热交换等功能。多孔钛近年来得到飞速发展，被应用于骨植入材料、电极材料、催化剂的载体、吸声材料等。欧美、日本等发达国家在金属多孔材料的研究方面一直处于世界领先地位。我国虽已有大规模生产金属多孔材料的能力，但高端金属多孔材料制备技术大部分被欧美和日本的一些企业所掌握。

目前，金属多孔材料的制备方法主要有铸造法、烧结法、沉积法反应合成法以及去合金化法等。采用烧结法制备金属多孔材料通常需添加造孔剂。常用的造孔剂主要包括尿素、碳酸氢铵、氯化钠和甲基纤维素及可溶性盐等。然而，金属多孔材料机加工难度较大，大大限制了其应用范围。可实现机加工的多孔金属零件结构都很简单，并且受加工方式所限，大都无法满足发挥材料最优性能的设计方案。在此背景下，具有原料利用率高、批量生产成本低等优点的金属粉末注射成形(MIM)技术有望成为制造具有三维复杂结构的多孔金属零部件的最理想的方法。但是，采用造孔剂结合金属粉末注射成形技术生产多孔金属异形零部件仍然存在较大的提升空间。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种多孔金属粉末注射成形喂料的制备方法，该方法制备的多孔金属粉末注射成形喂料组分相容性好、杂质污染少，可在酸性环境下同时催化分解并脱除聚甲醛和碳酸钾，灰坯保型性好，可用于制备优异性能的多孔金属异形零部件，并大幅度提高生产效率。

本发明的目的之二在于提供一种根据上述方法制备得到的多孔金属粉末注射成形喂料，该喂料组分相容性好、杂质污染少，可在酸性环境下同时催化分解并脱除聚甲醛和碳酸钾，灰坯保型性好，可用于制备优异性能的多孔金属异形零部件，并大幅度提高生产效率。

本发明的目的之三在于提供一种多孔金属异形零部件的制备方法，该方法适合批量制备具有三维复杂结构的多孔金属零部件，后续少或无需机加工，生产效率高，成本低。

本发明的目的之四在于提供一种根据上述方法制备得到的多孔金属异形零部件，该多孔金属异形零部件孔隙分布均匀、性能高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种多孔金属粉末注射成形喂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将金属粉末与造孔剂混合得到混合粉末，且所述造孔剂为碳酸钾颗粒；

(2)将所述混合粉末与高分子粘结剂进行密炼、破碎造粒得到喂料，所述高分子粘结剂含有聚甲醛。

本发明通过将金属粉末、特定的碳酸钾颗粒造孔剂以及高分子粘结剂混合后进行密炼和破碎造粒，一方面可使得金属材料中易产生分布均匀的孔洞结构，从而容易获得高质量的多孔结构，另一方面可在保证制备过程清洁的前提下，有效地提高喂料各组分的相容性，减少环境污染，为制备得到高性能，孔隙分布均匀的多孔金属异形零部件产品提供有力的保障。

本发明制备得到的多孔金属粉末注射成形喂料包括金属粉末、碳酸钾颗粒和高分子粘结剂，组分相容性好、杂质污染少，可在酸性环境下同时催化分解并脱除聚甲醛和碳酸钾，灰坯保型性好，可用于制备优异性能的多孔金属异形零部件，并大幅度提高生产效率。