CN111545758A - 一种新型低温粉末注射成形316l喂料及制备工艺 - Google Patents

一种新型低温粉末注射成形316l喂料及制备工艺 Download PDF

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张新房
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杨虎
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Abstract

一种新型低温粉末注射成形316L喂料及制备工艺，所述的喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末60‑70％、高分子萘20‑25％、硬脂酸5‑10％、抗氧化剂1‑5％、表面活性剂2‑5％。此种喂料可打破德国巴斯夫公司的喂料技术垄断，且拥有较好流动性且非常容易脱除，由于加工过程使用了特殊氮气氛保护及合适的抗氧化剂使得喂料中粉末不会被氧化，高分子材料不会分解而增碳，全程安全环保。

Description

一种新型低温粉末注射成形316L喂料及制备工艺
技术领域
本发明涉及一种新型低温粉末注射成形316L喂料及制备工艺，属于粉末注射成形技术领域。
背景技术
金属粉末注射成型技术(简称MIM)已经在我国发展逾二十多年，其工艺大大的减少传统金属加工的繁复程序与成本费用，因此在工业应用上具有一定的竞争优势，目前已广泛应用于机械、电子、汽车、钟表、光电、武器、医疗器械等领域上。
目前应用最广泛的成型原料(我们简称注射喂料)分为塑基体系和蜡基体系。首先蜡基喂料，其主要粘结剂成分为石蜡基聚甲醛。蜡基喂料流动性较好，由于石蜡脱除需要采用有机溶剂萃取的方法，所以脱脂时间非常之长，随着产品肉厚的增加，脱脂时间变得在工业上不能忍受，目前除了一些特殊的金属材料，很少应用蜡基喂料；第二就是全球MIM应用最广泛的德国塑基喂料。其主要粘结剂成分为热塑性的聚甲醛树脂，此种喂料流动性稍差，但形状保持能力强，且采用硝酸催化脱除聚甲醛树脂，广泛为工业界所采用。
目前无论是蜡基还是塑基喂料为了提高流动性，都添加了大量石蜡便于成型。注射成形时注件强度较低，且含蜡喂料还有一个不足之处就是在烧结脱除的时候，容易附着在烧结炉的内壁和抽气管道各处，并且难以清理去除，而塑基喂料脱除过程需要用到高浓度硝酸，设备要求高，且有危险性，脱除效率为每小时1毫米左右，遇到较大产品和蜡基的脱除效率也一样。
本发明所提出的萘基喂料，可保证流动性和形状的同时，能快速低温下脱除，不需要硝酸催化，减少烧结等待的时间，提高产能，减少设备的投入，填补国内依赖国外喂料技术的空白。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种新型低温粉末注射成形316L喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末60-70％、高分子萘20-25％、硬脂酸5-10％、抗氧化剂1-5％、表面活性剂2-5％。
进一步优选，所述的316L不锈钢粉末粒径8-12微米。
进一步优选，所述的新型低温粉末注射成形316L喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末62％、高分子萘24％、硬脂酸8％、抗氧化剂2.5％、表面活性剂3.5％。
一种新型低温粉末注射成形316L喂料的制备工艺为：按照新型低温粉末注射成形316L喂料的质量分数称量原料，将316L不锈钢粉末用5L混炼造粒一体机进行喂料加工，混炼过程需用氮气正压保护，混炼腔内设定120℃约30分钟，待粉末充分加热后先加入抗氧化剂，接着加入表面活性剂和硬脂酸，待316L不锈钢粉末与2种高分子材料混合10分钟后加入高分子萘，再持续混炼30分钟后，最后开启造粒，控制好造粒切料速度，让喂料保持2.5-3mm粒径，待切粒完成冷却待注塑。
本发明的有益效果：此种喂料可打破德国巴斯夫公司的喂料技术垄断，且拥有较好流动性且非常容易脱除，由于加工过程使用了特殊氮气氛保护及合适的抗氧化剂使得喂料中粉末不会被氧化，高分子材料不会分解而增碳，全程安全环保。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种新型低温粉末注射成形316L喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末62％、高分子萘24％、硬脂酸8％、抗氧化剂2.5％、表面活性剂3.5％，喂料制备工艺为：按照上述实施例1的新型低温粉末注射成形316L喂料的质量分数称量原料，将316L不锈钢粉末用5L混炼造粒一体机进行喂料加工，混炼过程需用氮气正压保护，混炼腔内设定120℃约30分钟，待粉末充分加热后先加入抗氧化剂，接着加入表面活性剂和硬脂酸，待316L不锈钢粉末与2种高分子材料混合10分钟后加入高分子萘，再持续混炼30分钟后，最后开启造粒，控制好造粒切料速度，让喂料保持2.5mm粒径，待切粒完成冷却待注塑。
实施例2：一种新型低温粉末注射成形316L喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末60％、高分子萘26％、硬脂酸7％、抗氧化剂3.5％、表面活性剂3.5％，喂料制备工艺为：按照上述实施例1的新型低温粉末注射成形316L喂料的质量分数称量原料，将316L不锈钢粉末用5L混炼造粒一体机进行喂料加工，混炼过程需用氮气正压保护，混炼腔内设定120℃下30分钟，待粉末充分加热后先加入抗氧化剂，接着加入表面活性剂和硬脂酸，待316L不锈钢粉末与2种高分子材料混合10分钟后加入高分子萘，再持续混炼30分钟后，最后开启造粒，控制好造粒切料速度，让喂料保持2.5mm粒径，待切粒完成冷却待注塑。
对比例1：德国喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末62％、聚甲醛树脂24％、硬脂酸8％、抗氧化剂2.5％、表面活性剂3.5％，其德国喂料制备工艺与实施例1相同。
对比例2：德国喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末60％、聚甲醛树脂26％、硬脂酸7％、抗氧化剂3.5％、表面活性剂3.5％，其德国喂料制备工艺与实施例2相同。
检测实施例1、2和对比例1、2的喂料熔融流动指数，用尺寸为80*20*0.5模具进行注塑，喂料熔融流动指数及喂料脱脂时间见表1所示。
表1
检测组 熔融流动指数g/10min 脱脂时间h
实施例1 900g/10min 2h
实施例2 890g/10min 2h
对比例1 650g/10min 5h
对比例2 640g/10min 5h
由表1可知本实施例1和2的喂料熔融流动指数较高，因此脱脂时间也较短。
实施例1、2和对比例1、2制备的喂料经过烧结后测试其性能如下表2所示：
表2
检测组 密度g/cm<sup>3</sup> 硬度145HV 延伸率(％)
实施例1 7.88 145 51
实施例2 7.88 146 50
对比例1 7.87 148 48
对比例2 7.87 148 48
由此由表2可知本实施例1和2的致密化会更优秀，延伸率更高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种新型低温粉末注射成形316L喂料，其特征在于：所述的喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末60-70％、高分子萘20-25％、硬脂酸5-10％、抗氧化剂1-5％、表面活性剂2-5％。
2.根据权利要求1所述的一种新型低温粉末注射成形316L喂料，其特征在于：所述的316L不锈钢粉末粒径为8-12微米。
3.根据权利要求1所述的一种新型低温粉末注射成形316L喂料，其特征在于：所述的喂料包含如下质量分数原料：316L不锈钢粉末62％、高分子萘24％、硬脂酸8％、抗氧化剂2.5％、表面活性剂3.5％。
4.一种新型低温粉末注射成形316L喂料的制备工艺，其特征在于：具体工艺为：按照新型低温粉末注射成形316L喂料的质量分数称量原料，将316L不锈钢粉末用5L混炼造粒一体机进行喂料加工，混炼过程需用氮气正压保护，混炼腔内设定120℃约30分钟，待粉末充分加热后先加入抗氧化剂，接着加入表面活性剂和硬脂酸，待316L不锈钢粉末与2种高分子材料混合10分钟后加入高分子萘，再持续混炼30分钟后，最后开启造粒，控制好造粒切料速度，让喂料保持2.5-3mm粒径，待切粒完成冷却待注塑。
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