專利名稱：一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在注射成形技術(shù)中生產(chǎn)微型零件時專用的真空 防護(hù)裝置。
技術(shù)背景微系統(tǒng)技術(shù)(Micro System Technology, MST)是本世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而粉末注射 成形的一個重要發(fā)展方向就是與微系統(tǒng)技術(shù)密切相關(guān)。隨著科技的進(jìn)步，微系統(tǒng)的使用范圍 不斷擴(kuò)大，這就增加了對形狀復(fù)雜且尺寸在微米級的金屬和陶瓷零件的需求。大規(guī)模的生產(chǎn) 這些微系統(tǒng)所需要的零件是微系統(tǒng)技術(shù)商業(yè)化成功的重要保障，而粉末注射成形提供了制造 這種零件的可能性。當(dāng)今為了能夠生產(chǎn)具有實用價值的微細(xì)組件，許多新興制造幾乎隨之產(chǎn) 生，比如微型切削，激光切削，硅刻蝕技術(shù)以及LIGA技術(shù)等，雖然這些技術(shù)都具有多方面的 優(yōu)點，但都受到加工材料少的限制，同時也無法滿足技術(shù)可行性與高的性價比的雙重要求， 生產(chǎn)效率低，無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。但是，粉末微注射成形技術(shù)將近年來迅速發(fā)展起來的 粉末注射成形技術(shù)有機(jī)地運(yùn)用到外形尺寸為微米級器件的制備上，完全滿足高性價比的要求， 它以容易實現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)具有精密微細(xì)結(jié)構(gòu)零件的優(yōu)點受到世界制造技術(shù)的青昧。在粉末微注射成形技術(shù)的注射成形過程中，傳統(tǒng)的注射模具制造技術(shù)已不再適應(yīng)于粉末 微注射成形注射模具的制造。由于粉末微注射成形制造的零部件尺寸微小、形狀復(fù)雜且表面 質(zhì)量良好，這就要求用于粉末微注射成形的注射模具型腔形狀良好且表面粗糙度低，因為模 具型腔的表面粗糙度直接影響零部件的表面質(zhì)量，所以注射模具型腔應(yīng)選用先進(jìn)的方法制造； 目前，在國內(nèi)已有一種用在傳統(tǒng)注射機(jī)上的微注射成形用模具的設(shè)計專利，該部分內(nèi)容在尹 海清等申請的專利中有所描述(專利號200610089577. X)。模具設(shè)計的另外一個重要問題就是排氣孔的設(shè)計，在注射機(jī)進(jìn)行注射成形操作時，模具 型腔中的氣體必須在O. l秒的時間內(nèi)及時排除；但是，由于粉末微注射成形制造的零部件尺 寸大都在微米級，所用于生產(chǎn)的模具型腔的尺寸也都很微小，要想在模具型腔的周圍設(shè)計排 氣孔是非常困難的，在尹海清等申請的專利中(專利號200610089577.X)所描述的模具就 根本沒有排氣孔的設(shè)計。目前的研究中，最為的是理想的情況是為模具設(shè)計一個控制系統(tǒng)， 如模具抽真空系統(tǒng)，在完成注射成形動作以前，就給模具制造一個真空環(huán)境，讓模具在一個真空環(huán)境中進(jìn)行注射動作，這樣就不存在排氣的問題了，但該模具抽真空系統(tǒng)目前在國際上還處于研發(fā)階段， 一般是配備在專有的微注射成形機(jī)上，與傳統(tǒng)注射機(jī)無法配套使用，所以， 設(shè)計能夠與傳統(tǒng)注射機(jī)配套使用的模具抽真空系統(tǒng)，對于粉末微注射成形技術(shù)的研究工作就 具有重要意義和突破性進(jìn)展。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，實現(xiàn)在傳 統(tǒng)注射機(jī)上完成外形尺寸小于l毫米的微型金屬和陶瓷零件的注射成形，并且保證使成形的精 度和成形的過程更加精確，成形制品的質(zhì)量更加穩(wěn)定。一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，包括1.底板，2.風(fēng)琴式防護(hù)罩， 3.底板，4.筒體，5.有機(jī)玻璃窗口， 6.真空橡膠圈，7.自攻螺釘，8.接縫處，9.支撐板，10. 連接板。該發(fā)明在實施過程中，底板l、底板3需要和傳統(tǒng)注射機(jī)的基板接觸并緊固，為了保證良 好的氣密性，底板l、底板3的接觸面做表面處理，其表面粗糙度為Ra《2.5陶。根據(jù)需要， 在底板l、底板3的接觸面上做表面處理后可再附著一層真空橡膠圈，加強(qiáng)氣密性的保證。筒體4與底板3之間焊接連接，為了保證調(diào)模以及取樣方便，同時，在注射工藝過程中便 于對防護(hù)罩內(nèi)的模具動作進(jìn)行觀察，設(shè)計一扇有機(jī)玻璃窗口5位于筒體4中間，窗口尺寸為 90mmX180腦，為保證良好的氣密性，將真空橡膠圈6附著于有機(jī)玻璃窗口5，并用自攻螺釘7 將窗口5、真空橡膠圈6—起緊固于筒體4上。兩個直徑為015 3Omm的小孔位于筒體4的某處， 其中一個小孔插入泵栓后，可外接機(jī)械泵抽取防護(hù)罩內(nèi)空氣達(dá)到負(fù)壓直至真空。另外一個小 孔，可外接測試靈敏的真空表，隨時讀取真空罩內(nèi)真空度。有機(jī)玻璃窗口5的形狀與尺寸大小，小孔的直徑大小可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，同時，筒體 4的大小尺寸也應(yīng)隨窗口5、小孔的尺寸和位置做相應(yīng)調(diào)整。為了保證裝置的氣密性，筒體4與風(fēng)琴式防護(hù)罩2的連接處以及底板1與風(fēng)琴式防護(hù)罩2的 接縫8處，利用市售《0W真空密封膠粘膠涂抹后，再用螺釘緊固。其中，《OW真空密封膠是以橡膠為基料，利用先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)配制而成的單組分固化膠 粘劑，固化后有彈性，具有良好的腐蝕和抗震密封性能，要求耐溫-4(TC 20(TC，耐壓8MPa。風(fēng)琴式防護(hù)罩的連接板9和支撐板10選用鐵板，拉伸后最大長度Li不小于200 300咖，壓 縮后最小長度L3不大于20 40mm，行程長度L2為180 260mm，壓縮比例L: L不小于10: 1。本發(fā)明的真空防護(hù)罩是與注射成形用模具配套使用的，因為粉末注射成形工藝過程的特 點，該發(fā)明釆用軟連接方式設(shè)計，主體部分利用風(fēng)琴式防護(hù)罩2的獨(dú)特性，使得該真空裝置具 有良好的伸縮功能。本發(fā)明的優(yōu)點在于實現(xiàn)在傳統(tǒng)注射機(jī)上完成外形尺寸小于l毫米的微型金屬和陶瓷零件 的注射成形，完成了微型金屬和陶瓷零件微注射成形加工的關(guān)鍵性步驟，減少了注射機(jī)的改 進(jìn)和投資，而且，保證使成形的精度和成形的過程更加精確，成形制品的質(zhì)量更加穩(wěn)定，經(jīng) 濟(jì)效益也更高。


圖l是本發(fā)明微注射成形用真空防護(hù)罩主視圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖3是圖1中的風(fēng)琴式防護(hù)罩2部件圖。圖中l(wèi).底板，2.風(fēng)琴式防護(hù)罩，3.底板，4.筒體，5.有機(jī)玻璃窗口， 6.真空橡膠圈， 7.自攻螺釘，8.接縫處，9.支撐板，IO.連接板。
具體實施方式
圖l、圖2為本發(fā)明的一種實施方式，為在本實施方案中方便使用，真空防護(hù)罩(圖l)在 本實施方案中材料選為鋁合金，形狀為中空的長方形，長方形外輪廓尺寸為48craX34cm，內(nèi) 輪廓尺寸為42cmX28cm。底板1與底板3分別套住模具的動模和靜模， 一起與注射機(jī)的基板緊 固。鑒于注射工藝的特點，該發(fā)明主要采用軟連接方式設(shè)計，主體部分靠風(fēng)琴式防護(hù)罩2以實 現(xiàn)注射過程的伸縮功能，使之與注射模具同步；該風(fēng)琴式防護(hù)罩(圖3)可以根據(jù)需要對防護(hù) 罩的各項參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在本實施方案中，防護(hù)罩面料選用尼龍革，連接板9和支撐板10均選 用鐵板，拉伸后的最大長度L為230ram，壓縮后長度U為25mm，行程長度L2為200mm,壓縮比例 L1: U為10: 1。筒體4與底板3之間采用鋁焊進(jìn)行焊接，筒體4的尺寸為420mmX280mmX110mm;為了調(diào)模 以及取樣方便，同時，在注射工藝過程中便于對防護(hù)罩內(nèi)的模具動作進(jìn)行觀察，設(shè)計一扇有 機(jī)玻璃窗口5位于筒體4中間，窗口尺寸為90mmX180mm，為保證良好的氣密性，將真空橡膠圈 6附著于有機(jī)玻璃窗口5，用自攻螺釘7將窗口5、真空橡膠圈6—起緊固于筒體4上。在圖2所示的實施例中， 一個孔徑為02Oram的圓孔位于筒體4之上(窗口對面)，該圓 孔用于插入泵栓，連接機(jī)械泵抽取防護(hù)罩內(nèi)空氣達(dá)到負(fù)壓直至真空。另一個孔徑為030mm的 圓孔位于筒體4的某處，外接真空表，隨時讀取真空罩內(nèi)真空度。其中，窗口尺寸的大小以及圓孔的位置可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。該真空防護(hù)罩是與注射模具配套使用的，實施注射工藝之前，將模具完全套入真空防護(hù)罩中，在注射模具的動模和靜模做鎖模動作以前，利用連接的真空泵抽取防護(hù)罩內(nèi)空氣達(dá)到 負(fù)壓直至真空，通過有機(jī)玻璃窗口5觀察防護(hù)罩內(nèi)注射模具動作情況，待注射模具的動模和靜 模鎖模后，將熔融的含有金屬或陶瓷微細(xì)顆粒的喂料經(jīng)靜模的射嘴注射到位于動模的成型腔 中，此時，動模的成型腔中的大部分空氣均以在鎖模前通過真空泵排除，成型腔中空氣阻力 減少，喂料的流動性提高；喂料經(jīng)主流道進(jìn)入成型腔并迅速填充成形腔中各個位置。待注射 結(jié)束后，停止真空泵的運(yùn)作，保持一段時間，注射坯料溫度降低，強(qiáng)度提高，開模。將有機(jī)玻璃窗口5打開，啟動注射機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)，經(jīng)打開后的窗口取出與型腔分離后的注 射坯，關(guān)閉窗口5，如此循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，其特征在于包括底板(1)、風(fēng)琴式防護(hù)罩(2)、底板(3)、筒體(4)、有機(jī)玻璃窗口(5)、真空橡膠圈(6)、自攻螺釘(7)、接縫處(8)、支撐板(9)、連接板(10)；底板(1)、底板(3)要和傳統(tǒng)注射機(jī)的基板接觸并緊固，筒體(4)與底板(3)之間采用焊接，有機(jī)玻璃窗口(5)位于筒體(4)中間，真空橡膠圈(6)附著于有機(jī)玻璃窗口(5)，用自攻螺釘(7)將窗口(5)、真空橡膠圈(6)一起緊固于筒體(4)上；筒體(4)與風(fēng)琴式防護(hù)罩(2)的連接處以及底板(1)與風(fēng)琴式防護(hù)罩(2)的接縫(8)處均用真空密封膠粘膠涂抹后，再用螺釘緊固。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，其特征在 于底板(1)、底板(3)的接觸面要做表面處理，其表面粗糙度為Ra52.5pm。
3. 如權(quán)利要求l所述的一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，其特征在 于筒體(4)上設(shè)有兩個直徑為015 30mm的小孔，其中一個圓孔插入泵栓后，能外接 機(jī)械泵抽取防護(hù)罩內(nèi)空氣達(dá)到負(fù)壓直至真空，另外一個圓孔插入真空表。
4. 如權(quán)利要求l所述的一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，其特征在 于密封膠采用的是市售仰9真空密封膠，是以橡膠為基料的單組分固化膠粘劑，固化后 有彈性，要求耐溫-40'C 20(TC，耐壓8MPa。
5. 如權(quán)利要求l所述的一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，其特征在 于風(fēng)琴式防護(hù)罩的連接板(9)和支撐板(10)選用鐵板，拉伸后最大長度Li不小于200 300mm，壓縮后最小長度L3不大于20 40mm，行程長度L2為180 260mm，壓縮比例L:L3不小于10: 1。
全文摘要
一種用于金屬和陶瓷微型零件注射成形用真空防護(hù)罩，屬粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。該真空防護(hù)罩采用軟連接方式設(shè)計，由底板、風(fēng)琴式防護(hù)罩、筒體組成，主體部分靠風(fēng)琴式防護(hù)罩實現(xiàn)伸縮功能；該防護(hù)罩帶有窗口、泵口和真空表，窗口可觀察防護(hù)罩內(nèi)的工作情況以及取樣方便，泵口可外接真空泵抽取防護(hù)罩內(nèi)真空，真空表可讀取罩內(nèi)真空度。優(yōu)點在于實現(xiàn)在傳統(tǒng)注射機(jī)上完成外形尺寸小于1毫米的微型金屬和陶瓷零件的注射成形，完成了微型金屬和陶瓷零件微注射成形加工的關(guān)鍵性步驟，減少了注射機(jī)的改進(jìn)和投資，而且，保證使成形的精度和成形的過程更加精確，成形制品的質(zhì)量更加穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益也更高。
文檔編號B08B15/04GK101239392SQ20081010252
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者尹海清, 曲選輝, 俊 楊 申請人:北京科技大學(xué)