CN110744050A - 一种金属粉末注射成型用粘接剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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%。
采用上述优选的组分配比方案，提高了组分间的配合效果，可进一步提高注射成型时的充型性和稳定性。
进一步的，所述硅烷偶联剂为聚醚改性二甲基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
采用上述技术方案，通过加入特定的上述种类的硅烷偶联剂，可以大大提高粘接剂的流动性和展布性。尤其是，硅烷偶联剂采用聚醚改性二甲基硅氧烷时，可在水性体系中大大改善抗粘连性，发挥其较佳的流动性和展布性，防止缩孔，进一步提高粘接剂与金属粉末注射成型时的充型性，还可增进注射成型构件的表面光泽。
进一步的，所述抗氧化剂为KL-1041水性金属粉抗氧化剂、RY-P321抗氧化剂或Q3270抗氧化剂中的一种或多种。
采用上述技术方案，通过加入特定的上述种类的抗氧化剂可以大大提高粘接剂的抗氧化性能。尤其是，采用水溶性较好的KL-1041水性金属粉抗氧化剂，在粘接剂体系中分散均匀，可充分发挥其保护性，不仅能延缓、减弱粘接剂的氧化现象，还可以对金属粉末起到抗氧化的作用，且无毒害作用。
进一步的，所述增塑剂为聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚丙烯，其中，所述增塑剂为所述聚甲基丙烯酸甲酯和所述聚丙烯时，按所述增塑剂的重量计，所述聚甲基丙烯酸甲酯和所述聚丙烯的重量比为(3~5):(3~5)。
采用上述技术方案，聚丙烯在常温下稳定性好且成本低，聚甲基丙烯酸甲酯的塑型强度高、抗蠕变性强；聚丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯组合使用时，两者合理复配后相互作用，一方面，在注射成型时起到保形的作用，提高注射成型时坯体的稳定性；另一方面，可降低注射成型坯体的收缩率，提高注射成型的构件的抗冲击性能和强度，改善去离子水脱脂后残余水分对注射成型的构件的水缩率的影响，还可避免环境湿度对注射成型的构件的影响。
进一步的，所述聚乙二醇的分子量为500~5000，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万。
采用上述技术方案，分子量为500~5000的聚乙二醇具有一定的吸湿性，可防止注射成型时坯体变形。分子量为100万~200万的聚甲基丙烯酸甲酯与聚丙烯复配后，强度和抗蠕变性更佳。
本发明还提供一种制备上述的金属粉末注射成型用粘接剂的方法，方法步骤如下：
步骤一、恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；
步骤二、向所述步骤一中分别加入一定量的增塑剂、硬脂酸和邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀并静置一定时间；
步骤三、冷却得到均匀乳状的粘接剂。
采用上述技术方案，分别加料混合，有利于粘接剂的均匀性，进而有利于金属粉末与粘接剂混料造粒的均匀性。采用上述方法制备的粘接剂，注射成型时充模型和稳定性好，且成本低、脱脂容易、对环境友好无污染。
进一步的，所述步骤二中，还分别加入一定量的硅烷偶联剂和抗氧化剂。
进一步的，所述步骤一中，恒温条件的温度为160℃~180℃；所述步骤二中，静置的时间为20min~40min。
采用上述技术方案，在160℃~180℃范围内，聚乙二醇可以快速高效的融化。
本发明与现有技术相比，有益效果如下：
1、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，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。
2、本发明通过聚丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的合理复配，提高注射成型时坯体的稳定性；通过硬脂酸和硅烷偶联剂的合理复配，提高注射成型的充型性，便于制备尺寸、结构复杂的构件，可注射成型最薄壁厚1mm的零件。
3、本发明的粘接剂，无昂贵原料，生产成本低；且作为水溶性粘接剂，脱脂简单且效率高；无有害成分，环境友好无污染。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一个实施方式，涉及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%。
需要说明的是，本发明具体采用分子量为500~5000的聚乙二醇和分子量为100万~200万的聚甲基丙烯酸甲酯。
增塑剂，可以选择现有技术中的任一种或多种，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、低密度聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛等。
邻磺酰苯甲酰亚胺钠的化学式为C7H5NO3S，纯度≥99wt%，分子量为183.18。
硬脂酸，别称为十八烷酸，分子式C18H36O2，分子量为284.48。
上述的聚乙二醇、增塑剂、硬脂酸和邻磺酰苯甲酰亚胺钠均通过商购的方式获得。
在上述实施方式的基础上，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%。
需要说明的是，硅烷偶联剂可以采用聚醚改性二甲基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、乙二胺丙基三乙氧基硅烷（KH792）或乙烯基三乙氧基硅烷（A151）中的任意一种或几种相组合，都可以实现降低结合张力的功效。
抗氧化剂可以采用KL-1041水性金属粉抗氧化剂、RY-P321抗氧化剂、Q3270抗氧化剂（牌号SSQ-201）或1010抗氧化剂（牌号971201）中的任意一种或多种相组合，都可以达到延缓氧化现象的作用。
在上述实施方式的基础上，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%。
在上述实施方式的基础上，进一步的，所述硅烷偶联剂为聚醚改性二甲基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
需要说明的是，硅烷偶联剂优选采用聚醚改性二甲基硅氧烷，本发明对聚醚改性二甲基硅氧烷的分子量不做具体限定，现有技术中具有相同功效的聚醚改性二甲基硅氧烷均可使用。
在上述实施方式的基础上，进一步的，所述抗氧化剂为KL-1041水性金属粉抗氧化剂、RY-P321抗氧化剂或Q3270抗氧化剂中的一种或多种。
需要说明的是，抗氧化剂优选使用KL-1041水性金属粉抗氧化剂。
在上述实施方式的基础上，进一步的，所述增塑剂为聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚丙烯，其中，所述增塑剂为所述聚甲基丙烯酸甲酯和所述聚丙烯时，按所述增塑剂的重量计，所述聚甲基丙烯酸甲酯和所述聚丙烯的重量比为(3~5):(3~5)。
需要说明的是，可以单独采用聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯作为增塑剂，也可以将聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯组合作为增塑剂使用，且聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯按照上述比例复配使用时，塑型效果更佳。
在上述实施方式的基础上，进一步的，所述聚乙二醇的分子量为500~5000，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万。
需要说明的是，分子量为500~5000的聚乙二醇和分子量为100万~200万的聚甲基丙烯酸甲酯为优选的原料，当然除此外，也可以使用其他分子量的聚乙二醇和聚甲基丙烯酸甲酯。
本发明的另一个实施方式中，还提供一种制备上述的金属粉末注射成型用粘接剂的方法，方法步骤如下：
步骤一、恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；
作为本步骤的优选实施方式，设定温度为160℃~180℃，例如，在170℃的恒温条件下融化聚乙二醇，加热方式及恒温设备本发明不做限定。
步骤二、向所述步骤一中分别加入一定量的增塑剂、硬脂酸和邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀并静置一定时间；
作为本步骤的优选实施方式，设置所述静置的时间为20min~40min。
需要说明的是，每次加料后均需要进行搅拌和静置，每次静置的时间可以相同，也可以不同。
作为本步骤的另一优选实施方式，所述步骤二中，还分别加入一定量的硅烷偶联剂和抗氧化剂。
需要说明的是，加料时，可选择先加入增塑剂，后加入硬脂酸、邻磺酰苯甲酰亚胺钠、硅烷偶联剂和抗氧化剂，也可以各组分分别加料，各组分的加料顺序不做限定。
步骤三、冷却得到均匀乳状的粘接剂。
需要说明的是，冷却方式可以选择自然冷却或其他的冷却方式。
本发明涉及的金属粉末注射成型用粘接剂及其制备方法，适用于金属粉末，尤其适用于钛合金粉末的注射成型。
以下为本发明提供的具体实施例
实施例1
一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇59wt%，增塑剂（聚甲基丙烯酸甲酯）34.8wt%，硬脂酸6wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.2wt%。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在170℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置30min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置30min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀，静置30min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件。按钛合金粉末的重量百分比，钛合金粉末成分组成为：6.1wt%的Al、4.1 wt%的V、0.12wt%的Fe、0.01 wt%的C、0.15 wt%的O、小于0.01 wt%的N、0.001 wt%的H以及余量的Ti。粘接剂与钛合金粉末按质量比为7:13的比例进行混炼，温度为150℃，混炼机转速为30r/min，混炼2h；造粒过程，粘接剂与钛合金粉末的混合粉末装载量为68%。
依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，注射成型的钛合金零件的相对密度为97%，精度±0.15%，抗拉强度950MPa，屈服强度933MPa，延伸率10%。
实施例2
本实施例中的一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇50wt%，增塑剂（聚丙烯）45wt%，硬脂酸4.85wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.15wt%。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在170℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置20min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置30min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀，静置30min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，注射成型的钛合金零件的相对密度为98%，精度±0.16%，抗拉强度940MPa，屈服强度923MPa，延伸率10%。
实施例3
本实施例中的一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇52wt%，增塑剂（聚丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯，其质量比为1:1）43.8wt%，硬脂酸4wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.2wt%。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在170℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置20min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置20min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀，静置20min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，注射成型的钛合金零件的相对密度为98%，精度±0.13%，抗拉强度951MPa，屈服强度936MPa，延伸率12%。
实施例4
本实施例中的一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇65wt%，增塑剂（聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯，其质量比为5:3）30wt%，硬脂酸4.9wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.1wt%。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在170℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置40min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置40min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀，静置40min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，注射成型的钛合金零件的相对密度为98.2%，精度±0.14%，抗拉强度949MPa，屈服强度932MPa，延伸率12%。
实施例5
一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇60wt%，增塑剂（由聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯组成）35wt%，硬脂酸4wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.1wt%，硅烷偶联剂（聚醚改性二甲基硅氧烷）0.8wt%，抗氧化剂（KL-1041水性金属粉抗氧化剂）0.1wt%。聚乙二醇的分子量500~5000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万；聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯的重量比为4:3。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在170℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置30min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置30min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠、硅烷偶联剂和抗氧化剂，搅拌均匀，静置30min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
钛合金零件的注射成型过程，充型性较佳，零件尺寸结构容易精确控制且坯体稳定性好，依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，钛合金零件的相对密度为99.3%，精度±0.10%，抗拉强度998MPa，屈服强度937MPa，延伸率13%。
实施例6
一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇62wt%，增塑剂（由聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯组成）32wt%，硬脂酸4.6wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.2wt%，硅烷偶联剂（甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷）1wt%，抗氧化剂（RY-P321抗氧化剂）0.2wt%。聚乙二醇的分子量500~5000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万；聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯的重量比为3:5。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在160℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置20min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置20min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠、硅烷偶联剂和抗氧化剂，搅拌均匀，静置20min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
钛合金零件的注射成型过程，充型性较佳，零件尺寸结构容易精确控制且坯体稳定性好，依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，钛合金零件的相对密度为98.5%，精度±0.11%，抗拉强度953MPa，屈服强度930MPa，延伸率13.5%。
实施例7
一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇65wt%，增塑剂（由聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯组成）30wt%，硬脂酸4.3wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.18wt%，硅烷偶联剂（乙烯基三乙氧基硅烷）0.5wt%，抗氧化剂（Q3270抗氧化剂）0.12wt%。聚乙二醇的分子量500~5000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万；聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯的重量比为3:4。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在180℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置40min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置40min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠、硅烷偶联剂和抗氧化剂，搅拌均匀，静置40min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
钛合金零件的注射成型过程，充型性较佳，零件尺寸结构容易精确控制且坯体稳定性好，依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，钛合金零件的相对密度为98.5%，精度±0.11%，抗拉强度950MPa，屈服强度933MPa，延伸率12.5%。
实施例8
一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇50wt%，增塑剂（由聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯组成）44wt%，硬脂酸5wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.16wt%，硅烷偶联剂（聚醚改性二甲基硅氧烷）0.7wt%，抗氧化剂（KL-1041水性金属粉抗氧化剂）0.14wt%。聚乙二醇的分子量500~5000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万；聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯的重量比为4:5。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在175℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置20min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置20min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠、硅烷偶联剂和抗氧化剂，搅拌均匀，静置30min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
钛合金零件的注射成型过程，充型性较佳，零件尺寸结构容易精确控制且坯体稳定性好，依照国标方法进行力学性能测试，结果显示，钛合金零件的相对密度为99.4%，精度±0.10%，抗拉强度989MPa，屈服强度940MPa，延伸率14%。
实施例9
一种金属粉末注射成型用粘接剂，其重量为100kg，按重量百分比计，由如下组分组成：聚乙二醇58wt%，增塑剂（由聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯组成）35.5wt%，硬脂酸5.5wt%，邻磺酰苯甲酰亚胺钠0.1wt%，硅烷偶联剂（聚醚改性二甲基硅氧烷）0.7wt%，抗氧化剂（KL-1041水性金属粉抗氧化剂）0.2wt%。聚乙二醇的分子量500~5000，聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万；聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯的重量比为5:4。
上述金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法，方法步骤如下：
步骤一、在169℃的恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；恒温设备选择油浴恒温搅拌锅。
步骤二、向所述步骤一中分三批次加料，每批次加料后搅拌均匀并静置一定时间；第一批次加入一定量的增塑剂，搅拌均匀，静置20min，第二批次加入一定量的硬脂酸，搅拌均匀，静置30min；第三批次加入一定量的邻磺酰苯甲酰亚胺钠、硅烷偶联剂和抗氧化剂，搅拌均匀，静置40min。
步骤三、自然冷却得到均匀乳状的粘接剂。
利用本实施例的粘接剂与钛合金粉末混炼造粒后注射成形、脱脂制造钛合金零件，制造钛合金零件的方法与实施例1相同。
钛合金零件的注射成型过程，充型性较佳，零件尺寸结构容易精确控制且坯体稳定性好；依照国标方法进行力学性能测试，检测结果显示，钛合金零件的相对密度为99.0%，精度±0.09%，抗拉强度966MPa，屈服强度941MPa，延伸率13%。
对比例1
本对比例中的金属粉末注射成型用粘接剂为：将实施例1中的金属粉末注射成型用粘接剂组分中的邻磺酰苯甲酰亚胺钠去除，聚乙二醇、增塑剂和硬脂酸的重量不变。
金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法以及钛合金零件的注射成型方法与实施例1相同。
依照国标方法进行力学性能测试，测试结果显示，本对比例制造的钛合金零件，相对密度为95%，精度±0.4%，抗拉强度760MPa，屈服强度758MPa，延伸率10%。
对比例2
本对比例中的金属粉末注射成型用粘接剂采用航天海鹰（哈尔滨）钛业有限公司公开的粘接剂，按质量百分比计，该粘接剂由以下组分组成：低密度聚乙烯20wt%，聚丙烯22wt%，石蜡53wt%，硬脂酸3wt%，萘2wt%。
金属粉末注射成型用粘接剂的制备方法以及钛合金零件的注射成型方法与实施例1相同。
钛合金零件的注射成型过程，塑性、充型性较差，零件结构及尺寸控制难度大，且脱脂过程较为复杂。依照国标方法进行力学性能测试，测试结果显示，本对比例制造的钛合金零件，相对密度为97%，精度±0.28%，抗拉强度920MPa，屈服强度850MPa，延伸率11%。
通过上述的实施例1~9以及对比例1~2可知，本发明的金属粉末注射成型用粘接剂在注射成型过程中表现出良好的充型性和稳定性，注射成型过程无有毒物质排放，且制造的金属零件力学性能优异。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，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%。
2.根据权利要求1所述的金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，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%。
3.根据权利要求2所述的金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，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%。
4.根据权利要求2~3任一项所述的金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为聚醚改性二甲基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
5.根据权利要求2~4任一项所述的金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，所述抗氧化剂为KL-1041水性金属粉抗氧化剂、RY-P321抗氧化剂或Q3270抗氧化剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1~5任一项所述的金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，所述增塑剂为聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚丙烯，其中，所述增塑剂为所述聚甲基丙烯酸甲酯和所述聚丙烯时，按所述增塑剂的重量计，所述聚甲基丙烯酸甲酯和所述聚丙烯的重量比为(3~5):(3~5)。
7.根据权利要求6所述的金属粉末注射成型用粘接剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为500~5000，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为100万~200万。
8.一种制备权利要求1~7任一项所述的金属粉末注射成型用粘接剂的方法，其特征在于，方法步骤如下：
步骤一、恒温条件下融化一定量的聚乙二醇；
步骤二、向所述步骤一中分别加入一定量的增塑剂、硬脂酸和邻磺酰苯甲酰亚胺钠，搅拌均匀并静置一定时间；
步骤三、冷却得到均匀乳状的粘接剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，还分别加入一定量的硅烷偶联剂和抗氧化剂。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，恒温条件的温度为160℃~180℃；
所述步骤二中，静置的时间为20min~40min。
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