一种金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法与流程

本发明涉及金属注塑成型烧结中喂料的制作方法技术领域，更具体地说，本发明涉及一种金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法。

背景技术：

金属粉末注塑成型烧结工艺依脱脂方式不同可以区分为四大类别：(1)热脱脂系统：主要使用不同熔解温度的高分子材料；(2)溶剂脱脂系统：主要使用蜡基高分子；(3)水脱脂系统：主要使用聚乙二醇英文名polyethylene glycol简称PEG；(4)催化脱脂系统：主要使用聚甲醛树脂Polyoxymethylene(Polyformaldehyde)简称POM。

其中的催化脱脂系统系利用硝酸蒸气与聚甲醛树脂能反应产生苯类(CH2)。使产品表面逐渐反应分解的苯类产物，通过天然气燃烧形成CO₂、NO₂、H₂O、CO、NO气体进入废气处理槽。

一般金属粉体的制造是使用水喷法或气喷法抑或两者合用。因此其表面易生成不同厚度的氧化层，随着氧化层厚度的增加其烧结温度越来越高且产品表面光泽度差。

另一方面某些特殊金属元素(如铜、钴等)易与硝酸或硝酸蒸气反应生成硝酸盐化合物进而阻碍后续烧结致密过程及表面光泽度问题，使得某些材料无法使用酸性催化脱脂方式进行。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法，其通过在金属粉体表面涂布至少一层缓冲薄膜，使金属粉体可以避免接触氧气而氧化及接触硝酸等强酸而生成硝酸盐类，进而导致后续烧结致密性劣化及外观不良的现象。

为了实现上述目的，本发明提供了一种金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法，包括以下步骤：

步骤一、以金属粉体为原料，采用物理方式或者化学方式将高分子材料或者纳米级微粒包覆在金属粉体的表面，并在金属粉体表面形成至少一层缓冲薄膜层，以形成大粉团结构体；

步骤二、对所述大粉团结构体进行混炼，并在造粒机中造粒，从而得到酸性气体催化脱脂型喂料。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述物理方式包括涂布法、真空热蒸发法、直流溅射法、磁控溅射法、射频溅射法、脉冲激光沉积法以及分子束外延生长法。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述化学方式包括化学气相沉积法、液相生成法、氧化法、扩散法、电化学法以及溶胶凝胶法。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述步骤一中，将高分子材料进行加热融化，将金属粉体加入到加热融化的高分子材料中，以将所述高分子材料粘附在金属粉体表面，并形成一层缓冲薄膜层。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述步骤一中，以金属粉体为原料，将金属粉体和高分子材料置于溶剂中，经由喷雾干燥造粒机使溶剂蒸发并将高分子材料包覆在金属粉体的表面，并形成一层缓冲薄膜层。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述高分子材料为金属材料或陶瓷材料。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，还包括在缓冲薄膜层的外表面涂布一层高分子材料，以形成具有两层缓冲薄膜层的大粉团结构体。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述至少一层缓冲薄膜层的厚度不大于5μm。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述金属粉体的粒径分布为：D10不大于5μm，D50不大于15μm，D90不大于80μm。

优选的是，所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中，所述高分子材料与所述溶剂的体积比为1:9。

本发明利用薄膜成型技术将金属粉体表面产生一高分子或金属缓冲薄膜,以隔离金属粉体与氧气接触或与酸性气体反应生成硝酸盐类物质,进而影响后续烧结致密过程。

本发明主要目的是利用粉体表面包覆技术，以高分子或纳米级金属微粒包覆在金属粉体表面形成薄膜的过程。

薄膜生成方式可分为物理方式(PVD)及化学方式(CVD)。物理方式有涂布、真空热蒸发、直流溅射、磁控溅射、射频溅射、脉冲激光沉积、分子束外延生长法等。化学方式有化学气相沉积、液相生成法、氧化法、扩散法、电化学法等。

其中高分子包覆方式可以利用加热熔化高分子材料并将金属粉体加入，经由高分子熔融沾附在金属粉体表面形成高分子薄层；另一方式在制备金属粉体时在造粒过程中先加入适合比例的高分子材料并先溶于溶剂中，经过喷雾干燥造粒方式使粉体结团自由落下，下方热风上升使溶剂蒸发高分子薄膜包覆在金属粉体表面，可由添加高分子比例来调整薄膜厚度。另外真空溅镀方式亦可以在搅动的金属粉体表面蒸镀一层金属薄膜，以符合催化脱脂需求。

另一方式是使用化学法在金属粉体表面生成一金属薄膜，如溶胶凝胶法制备工艺：利用酸碱中合技术在金属表面产生一层胶状先驱物薄膜，再经由加热还原汽化制程形成金属薄膜。

电镀或化学电镀方式利用材料电位差特性在金属粉体面沉积另一纳米级金属材料以达到保护隔离作用，例如镍包铜粉、铁包铜粉、铝包铜粉、银包铜粉。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法利用缓冲薄膜，避免金属粉体直接与硝酸产生硝酸盐类造成后续烧结不致密或松散结构或不良外观的现象。

2、本发明所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法利用缓冲薄膜，可以促进产品的烧结致密度，改善烧结品表面特性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中大粉团结构体的结构示意图；

图2为本发明其中一个实施例所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中大粉团结构体的结构示意图；

图3为本发明其中一个实施例所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中大粉团结构体的结构示意图；

图4为本发明其中一个实施例所述的金属注塑成型烧结用酸性气体催化脱脂型喂料的制作方法中大粉团结构体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例一

图1为本发明单颗金属粉体的基本模式，100为金属粉体，200为包覆金属粉体的缓冲薄膜。200可以是高分子材料或是金属材料或陶瓷材料。

该实施例以金属粉体为原料，选用高分子材料PA，PA与金属粉体具有较好的润湿性，将PA加热熔融，将金属粉体置于加热融化的高分子材料中，并在金属粉体的表面形成一层缓冲薄膜层，生成大粉团结构体，可由添加高分子材料的比例来调整缓冲薄膜厚度。

再将此大粉团结构体依照注塑成型烧结的喂料制作方式处理：再将此大粉团结构体、高分子材料(主干高分子、润滑剂、分散剂、抗氧化剂、活性剂、增塑剂等)依照不同放大率(OSF)来调配比例，将调配好之成份置于密练机中搅拌混练成有黏性的粉团，再经一直径3mm造粒孔模板挤出并切成长度3～5mm颗粒状，得到酸性气体催化脱脂型喂料。

实施例二

图2为本发明多颗金属粉体的模式，100为金属粉体，200为于包覆金属粉体的缓冲薄膜。200可以是高分子材料或是金属材料或陶瓷材料，依此类推可以适合更多颗粉体模式。

该实施例以金属粉体为原料，将金属粉体和高分子材料PS溶于溶剂氯仿中，经过喷雾干燥造粒方式使粉体结团自由落下，下方热风上升使溶剂蒸发高分子薄膜包覆在金属粉体表面，生成大粉团结构体，可由添加高分子材料的比例来调整薄膜厚度。PS和氯仿的体积比为1:9。

再将此大粉团结构体依照注塑成型烧结的喂料制作方式处理：再将此大粉团结构体、高分子材料(主干高分子、润滑剂、分散剂、抗氧化剂、活性剂、增塑剂等)依照不同放大率(OSF)来调配比例，将调配好之成份置于密练机中搅拌混练成有黏性的粉团，再经一直径3mm造粒孔模板挤出并切成长度3～5mm颗粒状，得到酸性气体催化脱脂型喂料。

实施例三

图3为本发明单颗金属粉体的基本模式，100为金属粉体，200为于包覆金属粉体的薄膜，300为聚甲醛树脂高分子薄膜。在图1已经生长一层隔离薄膜的粉体上100、200，再涂布一层以聚甲醛树脂为主体的高分子薄膜300，以利于催化脱脂制程能对面300高分子薄膜进行催化脱脂，再将产品置于真空烧结炉中使缓冲薄膜200可以气化有利于金属粉体的致密制程。

本实施例以金属粉体为原料，使用涂布法、真空热蒸发法、直流溅射法、磁控溅射法、射频溅射法、脉冲激光沉积法以及分子束外延生长法等的物理方式或者化学气相沉积法、液相生成法、氧化法、扩散法、电化学法以及溶胶凝胶法等的化学方式，将高分子材料包裹在金属粉体的外表面，形成一层第一缓冲薄膜层，通过加热熔融混炼将高分子材料涂布在缓冲薄膜层上，以形成一层第二缓冲薄膜层，生成大粉团结构体。

再将此大粉团结构体依照注塑成型烧结的喂料制作方式处理：再将此大粉团结构体、高分子材料(主干高分子、润滑剂、分散剂、抗氧化剂、活性剂、增塑剂等)依照不同放大率(OSF)来调配比例，将调配好之成份置于密练机中搅拌混练成有黏性的粉团，再经一直径3mm造粒孔模板挤出并切成长度3～5mm颗粒状，得到酸性气体催化脱脂型喂料。

实施例四

图4为本发明的另一基本模式，100为金属粉体，而200为于包覆金属粉体的薄膜，300为聚甲醛树脂高分子薄膜。在图2已经生长一层隔离薄膜的粉体上100、200，再涂布一层以聚甲醛树脂为主体的高分子薄膜300，以利于催化脱脂制程能对面300高分子薄膜进行催化脱脂，再将产品置于真空烧结炉中使缓冲薄膜200可以气化有利于金属粉体的致密制程。

本实施例以金属粉体为原料，使用涂布法、真空热蒸发法、直流溅射法、磁控溅射法、射频溅射法、脉冲激光沉积法以及分子束外延生长法等的物理方式或者化学气相沉积法、液相生成法、氧化法、扩散法、电化学法以及溶胶凝胶法等的化学方式，将高分子材料包裹在金属粉体的外表面，形成一层第一缓冲薄膜层，通过加热熔融混炼将高分子材料涂布在缓冲薄膜层上，以形成一层第二缓冲薄膜层，生成大粉团结构体。

再将此大粉团结构体依照注塑成型烧结的喂料制作方式处理：再将此大粉团结构体、高分子材料(主干高分子、润滑剂、分散剂、抗氧化剂、活性剂、增塑剂等)依照不同放大率(OSF)来调配比例，将调配好之成份置于密练机中搅拌混练成有黏性的粉团，再经一直径3mm造粒孔模板挤出并切成长度3～5mm颗粒状，得到酸性气体催化脱脂型喂料。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。