专利名称：一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩的制作方法
技术领域：
本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种在注射成形技术中生产微型零件时专用的真空 防护装置。
技术背景微系统技术(Micro System Technology, MST)是本世纪的关键技术之一，而粉末注射 成形的一个重要发展方向就是与微系统技术密切相关。随着科技的进步，微系统的使用范围 不断扩大，这就增加了对形状复杂且尺寸在微米级的金属和陶瓷零件的需求。大规模的生产 这些微系统所需要的零件是微系统技术商业化成功的重要保障，而粉末注射成形提供了制造 这种零件的可能性。当今为了能够生产具有实用价值的微细组件，许多新兴制造几乎随之产 生，比如微型切削，激光切削，硅刻蚀技术以及LIGA技术等，虽然这些技术都具有多方面的 优点，但都受到加工材料少的限制，同时也无法满足技术可行性与高的性价比的双重要求， 生产效率低，无法应用于大规模生产。但是，粉末微注射成形技术将近年来迅速发展起来的 粉末注射成形技术有机地运用到外形尺寸为微米级器件的制备上，完全满足高性价比的要求， 它以容易实现低成本大规模生产具有精密微细结构零件的优点受到世界制造技术的青昧。在粉末微注射成形技术的注射成形过程中，传统的注射模具制造技术已不再适应于粉末 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、形状复杂且表面 质量良好，这就要求用于粉末微注射成形的注射模具型腔形状良好且表面粗糙度低，因为模 具型腔的表面粗糙度直接影响零部件的表面质量，所以注射模具型腔应选用先进的方法制造； 目前，在国内已有一种用在传统注射机上的微注射成形用模具的设计专利，该部分内容在尹 海清等申请的专利中有所描述(专利号200610089577. X)。模具设计的另外一个重要问题就是排气孔的设计，在注射机进行注射成形操作时，模具 型腔中的气体必须在O. l秒的时间内及时排除；但是，由于粉末微注射成形制造的零部件尺 寸大都在微米级，所用于生产的模具型腔的尺寸也都很微小，要想在模具型腔的周围设计排 气孔是非常困难的，在尹海清等申请的专利中(专利号200610089577.X)所描述的模具就 根本没有排气孔的设计。目前的研究中，最为的是理想的情况是为模具设计一个控制系统， 如模具抽真空系统，在完成注射成形动作以前，就给模具制造一个真空环境，让模具在一个真空环境中进行注射动作，这样就不存在排气的问题了，但该模具抽真空系统目前在国际上还处于研发阶段， 一般是配备在专有的微注射成形机上，与传统注射机无法配套使用，所以， 设计能够与传统注射机配套使用的模具抽真空系统，对于粉末微注射成形技术的研究工作就 具有重要意义和突破性进展。 发明内容本发明的目的在于提供一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，实现在传 统注射机上完成外形尺寸小于l毫米的微型金属和陶瓷零件的注射成形，并且保证使成形的精 度和成形的过程更加精确，成形制品的质量更加稳定。一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，包括1.底板，2.风琴式防护罩， 3.底板，4.筒体，5.有机玻璃窗口， 6.真空橡胶圈，7.自攻螺钉，8.接缝处，9.支撑板，10. 连接板。该发明在实施过程中，底板l、底板3需要和传统注射机的基板接触并紧固，为了保证良 好的气密性，底板l、底板3的接触面做表面处理，其表面粗糙度为Ra《2.5陶。根据需要， 在底板l、底板3的接触面上做表面处理后可再附着一层真空橡胶圈，加强气密性的保证。筒体4与底板3之间焊接连接，为了保证调模以及取样方便，同时，在注射工艺过程中便 于对防护罩内的模具动作进行观察，设计一扇有机玻璃窗口5位于筒体4中间，窗口尺寸为 90mmX180腦，为保证良好的气密性，将真空橡胶圈6附着于有机玻璃窗口5，并用自攻螺钉7 将窗口5、真空橡胶圈6—起紧固于筒体4上。两个直径为015 3Omm的小孔位于筒体4的某处， 其中一个小孔插入泵栓后，可外接机械泵抽取防护罩内空气达到负压直至真空。另外一个小 孔，可外接测试灵敏的真空表，随时读取真空罩内真空度。有机玻璃窗口5的形状与尺寸大小，小孔的直径大小可以根据需要进行调整，同时，筒体 4的大小尺寸也应随窗口5、小孔的尺寸和位置做相应调整。为了保证装置的气密性，筒体4与风琴式防护罩2的连接处以及底板1与风琴式防护罩2的 接缝8处，利用市售《0W真空密封胶粘胶涂抹后，再用螺钉紧固。其中，《OW真空密封胶是以橡胶为基料，利用先进生产技术配制而成的单组分固化胶 粘剂，固化后有弹性，具有良好的腐蚀和抗震密封性能，要求耐温-4(TC 20(TC，耐压8MPa。风琴式防护罩的连接板9和支撑板10选用铁板，拉伸后最大长度Li不小于200 300咖，压 縮后最小长度L3不大于20 40mm，行程长度L2为180 260mm，压縮比例L: L不小于10: 1。本发明的真空防护罩是与注射成形用模具配套使用的，因为粉末注射成形工艺过程的特 点，该发明釆用软连接方式设计，主体部分利用风琴式防护罩2的独特性，使得该真空装置具 有良好的伸縮功能。本发明的优点在于实现在传统注射机上完成外形尺寸小于l毫米的微型金属和陶瓷零件 的注射成形，完成了微型金属和陶瓷零件微注射成形加工的关键性步骤，减少了注射机的改 进和投资，而且，保证使成形的精度和成形的过程更加精确，成形制品的质量更加稳定，经 济效益也更高。
图l是本发明微注射成形用真空防护罩主视图。图2是图1的A-A剖面图。图3是图1中的风琴式防护罩2部件图。图中l.底板，2.风琴式防护罩，3.底板，4.筒体，5.有机玻璃窗口， 6.真空橡胶圈， 7.自攻螺钉，8.接缝处，9.支撑板，IO.连接板。
具体实施方式
图l、图2为本发明的一种实施方式，为在本实施方案中方便使用，真空防护罩(图l)在 本实施方案中材料选为铝合金，形状为中空的长方形，长方形外轮廓尺寸为48craX34cm，内 轮廓尺寸为42cmX28cm。底板1与底板3分别套住模具的动模和静模， 一起与注射机的基板紧 固。鉴于注射工艺的特点，该发明主要采用软连接方式设计，主体部分靠风琴式防护罩2以实 现注射过程的伸缩功能，使之与注射模具同步；该风琴式防护罩(图3)可以根据需要对防护 罩的各项参数进行调整，在本实施方案中，防护罩面料选用尼龙革，连接板9和支撑板10均选 用铁板，拉伸后的最大长度L为230ram，压縮后长度U为25mm，行程长度L2为200mm,压縮比例 L1: U为10: 1。筒体4与底板3之间采用铝焊进行焊接，筒体4的尺寸为420mmX280mmX110mm;为了调模 以及取样方便，同时，在注射工艺过程中便于对防护罩内的模具动作进行观察，设计一扇有 机玻璃窗口5位于筒体4中间，窗口尺寸为90mmX180mm，为保证良好的气密性，将真空橡胶圈 6附着于有机玻璃窗口5，用自攻螺钉7将窗口5、真空橡胶圈6—起紧固于筒体4上。在图2所示的实施例中， 一个孔径为02Oram的圆孔位于筒体4之上(窗口对面)，该圆 孔用于插入泵栓，连接机械泵抽取防护罩内空气达到负压直至真空。另一个孔径为030mm的 圆孔位于筒体4的某处，外接真空表，随时读取真空罩内真空度。其中，窗口尺寸的大小以及圆孔的位置可以根据需要进行相应的调整。该真空防护罩是与注射模具配套使用的，实施注射工艺之前，将模具完全套入真空防护罩中，在注射模具的动模和静模做锁模动作以前，利用连接的真空泵抽取防护罩内空气达到 负压直至真空，通过有机玻璃窗口5观察防护罩内注射模具动作情况，待注射模具的动模和静 模锁模后，将熔融的含有金属或陶瓷微细颗粒的喂料经静模的射嘴注射到位于动模的成型腔 中，此时，动模的成型腔中的大部分空气均以在锁模前通过真空泵排除，成型腔中空气阻力 减少，喂料的流动性提高；喂料经主流道进入成型腔并迅速填充成形腔中各个位置。待注射 结束后，停止真空泵的运作，保持一段时间，注射坯料温度降低，强度提高，开模。将有机玻璃窗口5打开，启动注射机的顶出机构，经打开后的窗口取出与型腔分离后的注 射坯，关闭窗口5，如此循环。
权利要求
1.一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，其特征在于包括底板(1)、风琴式防护罩(2)、底板(3)、筒体(4)、有机玻璃窗口(5)、真空橡胶圈(6)、自攻螺钉(7)、接缝处(8)、支撑板(9)、连接板(10)；底板(1)、底板(3)要和传统注射机的基板接触并紧固，筒体(4)与底板(3)之间采用焊接，有机玻璃窗口(5)位于筒体(4)中间，真空橡胶圈(6)附着于有机玻璃窗口(5)，用自攻螺钉(7)将窗口(5)、真空橡胶圈(6)一起紧固于筒体(4)上；筒体(4)与风琴式防护罩(2)的连接处以及底板(1)与风琴式防护罩(2)的接缝(8)处均用真空密封胶粘胶涂抹后，再用螺钉紧固。
2. 如权利要求1所述的一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，其特征在 于底板(1)、底板(3)的接触面要做表面处理，其表面粗糙度为Ra52.5pm。
3. 如权利要求l所述的一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，其特征在 于筒体(4)上设有两个直径为015 30mm的小孔，其中一个圆孔插入泵栓后，能外接 机械泵抽取防护罩内空气达到负压直至真空，另外一个圆孔插入真空表。
4. 如权利要求l所述的一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，其特征在 于密封胶采用的是市售仰9真空密封胶，是以橡胶为基料的单组分固化胶粘剂，固化后 有弹性，要求耐温-40'C 20(TC，耐压8MPa。
5. 如权利要求l所述的一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，其特征在 于风琴式防护罩的连接板(9)和支撑板(10)选用铁板，拉伸后最大长度Li不小于200 300mm，压縮后最小长度L3不大于20 40mm，行程长度L2为180 260mm，压縮比例L:L3不小于10: 1。
全文摘要
一种用于金属和陶瓷微型零件注射成形用真空防护罩，属粉末冶金技术领域。该真空防护罩采用软连接方式设计，由底板、风琴式防护罩、筒体组成，主体部分靠风琴式防护罩实现伸缩功能；该防护罩带有窗口、泵口和真空表，窗口可观察防护罩内的工作情况以及取样方便，泵口可外接真空泵抽取防护罩内真空，真空表可读取罩内真空度。优点在于实现在传统注射机上完成外形尺寸小于1毫米的微型金属和陶瓷零件的注射成形，完成了微型金属和陶瓷零件微注射成形加工的关键性步骤，减少了注射机的改进和投资，而且，保证使成形的精度和成形的过程更加精确，成形制品的质量更加稳定，经济效益也更高。
文档编号B08B15/04GK101239392SQ20081010252
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月24日 优先权日2008年3月24日
发明者尹海清, 曲选辉, 俊 杨 申请人:北京科技大学