一種磁粉注射成型工藝以及在該工藝中使用的粘結(jié)劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軟磁磁粉或永磁磁粉注射成型工藝以及在該工藝中使用的粘結(jié)劑，尤 其是熱塑性石蠟基粘結(jié)劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬粉末注射成型技術(shù)（簡稱MIM)是將現(xiàn)代塑料注射成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng) 域而形成的一門新型粉末冶金近凈成形技術(shù)。其基本工藝過程是：首先將固體粉末與有機 粘結(jié)劑均勻混練，經(jīng)制粒后在加熱塑化狀態(tài)下（~150°C)用注射成型機注入模腔內(nèi)固化成 型，然后用化學(xué)或熱分解的方法將成型坯中的粘結(jié)劑脫除，最后經(jīng)燒結(jié)致密化得到最終產(chǎn) 品。MM與傳統(tǒng)工藝相比，具有精度高、組織均勻、性能優(yōu)異、生產(chǎn)成本低等特點，適合制作一 些幾何形狀復(fù)雜，組織結(jié)構(gòu)均勻，高性能的小型精密零件。
[0003] 有機粘結(jié)劑的作用是粘結(jié)金屬粉末顆粒，使混合料在注射機料筒中加熱后具有流 變性和潤滑性，即粘結(jié)劑是帶動粉末流動的載體。因此，粘結(jié)劑的選擇是整個粉末注射成型 的關(guān)鍵。對有機粘結(jié)劑的要求為：①用量少，用較少的粘結(jié)劑能使混合料產(chǎn)生較好的流變 性；②不反應(yīng)，在去除粘結(jié)劑的過程中與金屬粉末不起任何化學(xué)反應(yīng)；③易去除，在制品內(nèi) 不殘留碳。
[0004] 目前流行的MM工藝，其關(guān)鍵和獨特之處是粘結(jié)劑體系和脫脂技術(shù)。粘結(jié)劑的脫 除最費時、最難控制，是M頂中最困難和最重要的環(huán)節(jié)，脫脂一直是阻礙MIM技術(shù)發(fā)展的難 題。一般粘結(jié)劑占成形坯體積的40%以上，在脫脂過程中成形坯極易出現(xiàn)宏觀和微觀缺陷， 因此脫脂工藝對于保證產(chǎn)品質(zhì)量極為重要。常用的脫脂方法有熱脫脂、溶劑脫脂、虹吸脫脂 及超臨界流體萃取等，但不論是哪種脫脂方法都各有其優(yōu)缺點，具體選用何種脫脂方法要 根據(jù)粘結(jié)劑組成和粉料的化學(xué)性質(zhì)而定，其共性缺點是脫脂時間長，成本高，脫脂質(zhì)量不穩(wěn) 定，不適應(yīng)大批量生產(chǎn)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種軟磁磁粉或永磁磁粉注射成型工藝以及在該工藝中使用的粘 結(jié)劑，該工藝將脫脂工序脫除干凈，脫脂時間短，提高了工藝效率。本發(fā)明粘結(jié)劑可有效增 強流動性，維持坯塊形狀好，易于脫除。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種磁粉末注射成型工藝，由以下工序構(gòu)成：
[0007] ①永磁粉末和粘結(jié)劑混合；
[0008] ②混煉；
[0009] ③制粒；
[0010] ④注射成型；
[0011] ⑤脫脂；
[0012] ⑥燒結(jié)；
[0013] 其中脫脂工序為：將生坯置于脫脂爐內(nèi)，在氫氣中以每小時l〇〇°C /h的速率將生 坯升溫到150°C，保溫lh，然后繼續(xù)升溫每小時80°C /h的速率將生坯升溫到300°C，保溫 0. 5h，隨后充入氬氣以代替生坯吸收的氫氣，持續(xù)10分鐘至30分鐘，然后再將氬氣抽出，然 后讓脫除粘結(jié)劑的生坯在300°C的真空狀態(tài)下保溫10分鐘至30分鐘。
[0014] 在上述磁粉注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，其特征在于：
[0015]
[0016] 優(yōu)選地，在上述永磁粉末注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，[0017]
[0019] 優(yōu)選地，在上述磁粉注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，[0020]
[0018]
[0021] 優(yōu)選地，在上述磁粉注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，
[0022]
[0023] 采用本發(fā)明粘結(jié)劑可有效增強流動性，維持坯塊形狀好，采用高溫脫除法即很容 易將粘結(jié)劑從成型胚料中脫出，脫脂時間短，脫除干凈，從而提高了工藝效率。
【附圖說明】：
[0024] 圖1為本發(fā)明一種磁粉末注射成型工藝的工序圖。
【具體實施方式】
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明一種磁粉末注射成型工藝由以下工序構(gòu)成：永磁粉末和粘結(jié) 劑混合；混煉工序；制粒工序；注射成型工序；脫脂工序；燒結(jié)工序。其中脫脂工序為：將生 坯置于脫脂爐內(nèi)，在氫氣中以每小時100°c /h的速率將生坯升溫到150°C，保溫lh，然后 繼續(xù)升溫每小時80°C /h的速率將生坯升溫到300°C，保溫0. 5h，隨后充入氬氣以代替生坯 吸收的氫氣，持續(xù)10分鐘至30分鐘，然后再將氬氣抽出，然后讓脫除粘結(jié)劑的生坯在300°C 的真空狀態(tài)下保溫10分鐘至30分鐘。
[0026] 本發(fā)明實施例一：
[0027] 采用如下配方的粘結(jié)劑
[0028]
[0029] 結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的工藝與磁粉在70°C -130°C區(qū)間內(nèi)混煉2小時，將混煉好的料擠 壓制粒，得到適宜注射的喂料。然后采用現(xiàn)有工藝注射成型只得生坯。將生坯置于燒結(jié)爐 內(nèi)，在氫氣中以每小時100°c /h的速率將生坯升溫到150°C，保溫lh，然后繼續(xù)升溫每小時 80°C/h的速率將生坯升溫到300°C，保溫0. 5h，隨后充入氬氣以代替生坯吸收的氫氣，持續(xù) 10分鐘至30分鐘，然后再將氬氣抽出，然后讓脫除粘結(jié)劑的生坯在300°C的真空狀態(tài)下保 溫10分鐘至30分鐘。接著將在真空燒結(jié)爐內(nèi)生坯在一千多度的溫度下燒結(jié)3-5小時，隨 后在500 °C退火2小時獲得燒結(jié)磁體。
[0030] 本發(fā)明實施例二：
[0031] 采用如下配方的粘結(jié)劑
[0032]
[0033]
[0034] 結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的工藝與磁粉在90°C -100°C區(qū)間內(nèi)混煉2小時，將混煉好的料擠 壓制粒，得到適宜注射的喂料。然后采用現(xiàn)有工藝注射成型只得生坯。將生坯置于燒結(jié)爐 內(nèi)，在氫氣中以每小時100°c /h的速率將生坯升溫到150°C，保溫lh，然后繼續(xù)升溫每小時 80°C/h的速率將生坯升溫到300°C，保溫0. 5h，隨后充入氬氣以代替生坯吸收的氫氣，持續(xù) 10分鐘至30分鐘，然后再將氬氣抽出，然后讓脫除粘結(jié)劑的生坯在300°C的真空狀態(tài)下保 溫10分鐘至30分鐘。接著將在真空燒結(jié)爐內(nèi)生坯在一千多度的溫度下燒結(jié)3-5小時，隨 后在500 °C退火2小時獲得燒結(jié)磁體。
[0035] 本發(fā)明實施例三：
[0036] 采用如下配方的粘結(jié)劑
[0037]
[0038] 結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的工藝與磁粉在90°C -100°C區(qū)間內(nèi)混煉2小時，將混煉好的料擠 壓制粒，得到適宜注射的喂料。然后采用現(xiàn)有工藝注射成型只得生坯。將生坯置于燒結(jié)爐 內(nèi)，在氫氣中以每小時100°c /h的速率將生坯升溫到150°C，保溫lh，然后繼續(xù)升溫每小時 80°C/h的速率將生坯升溫到300°C，保溫0. 5h，隨后充入氬氣以代替生坯吸收的氫氣，持續(xù) 10分鐘至30分鐘，然后再將氬氣抽出，然后讓脫除粘結(jié)劑的生坯在300°C的真空狀態(tài)下保 溫10分鐘至30分鐘。接著將在真空燒結(jié)爐內(nèi)生坯在一千多度的溫度下燒結(jié)3-5小時，隨 后在500 °C退火2小時獲得燒結(jié)磁體。
【主權(quán)項】
1. 一種永磁粉末注射成型工藝，由以下工序構(gòu)成： ① 永磁粉末和粘結(jié)劑混合； ② 混煉； ③ 制粒； ④ 注射成型； ⑤ 脫脂； ⑥ 燒結(jié)； 其中脫脂工序為：將生坯置于脫脂爐內(nèi)，在氫氣中以每小時100°c/h的速率將生坯升 溫到150°C，保溫lh，然后繼續(xù)升溫每小時80°C/h的速率將生坯升溫到300°C，保溫0. 5h， 隨后充入氬氣以代替生坯吸收的氫氣，持續(xù)10分鐘至30分鐘，然后再將氬氣抽出，然后讓 脫除粘結(jié)劑的生坯在300°C的真空狀態(tài)下保溫10分鐘至30分鐘。2. -種在權(quán)利要求1所述的永磁粉末注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，其特征在于： HDPE 40%---50% LDPE 30%--40% N,N，-亞乙基雙硬脂酰胺 5%--10% 聚乙婦婿 5%----8% 石蟲普 3%----8% 硬脂酸 5 %----10% 欽酸醋偶聯(lián)劑 1%----5%。3. -種在權(quán)利要求2所述的永磁粉末注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，其特征在于： HDPE 50% LDPE 30% n,r-亞乙基雙硬脂酰胺 5% 聚乙烯蟠 5% 石蠟 3% 硬脂酸 5% 欽酸酯偶聯(lián)劑 2%。4. 一種在權(quán)利要求2所述的永磁粉末注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，其特征在于： HOPE 45% LDPE 36% N,r-亞乙基雙硬脂酰胺 5% 聚乙烯蠟 5% 石蠟 3% 硬脂酸 5% 鈥酸酯偶聯(lián)劑 1%。5. -種在權(quán)利要求2所述的永磁粉末注射成型工藝中使用的粘結(jié)劑，其特征在于： HDPE 40% LDPE 30% N,r-亞乙基雙硬脂酰胺 10% 聚乙烯蠟 6% 石蠟 5% 硬脂酸 7% 欽酸酯偶聯(lián)劑 2%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及軟磁磁粉或永磁磁粉注射成型工藝以及在該工藝中使用的粘結(jié)劑，尤其是熱塑性石蠟基粘結(jié)劑。一種磁粉末注射成型工藝，由以下工序構(gòu)成：永磁粉末和粘結(jié)劑混合；混煉；制粒；注射成型；脫脂；燒結(jié)。所述粘結(jié)劑，包括HDPE40％-50％；LDPE30％-40％；N,N'-亞乙基雙硬脂酰胺5％-10％；聚乙烯蠟5％-8％；石蠟3％-8％；硬脂酸5％-10％；鈦酸酯偶聯(lián)劑1％-5％。本發(fā)明粘結(jié)劑可有效增強流動性，維持坯塊形狀好，采用高溫脫除法即很容易將粘結(jié)劑從成型胚料中脫出，脫脂時間短，脫除干凈，從而提高了工藝效率。
【IPC分類】C08K5/09, C08K5/20, C08L23/06, B22F3/22, C08L91/06
【公開號】CN104942296
【申請?zhí)枴緾N201510207828
【發(fā)明人】趙立文
【申請人】東莞市海天磁業(yè)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年4月28日