本发明涉及粉末注射成形领域，特别涉及一种粉末注射成形用粘结剂、喂料及注射成形方法。
背景技术：
1、金属粉末注射成形技术是将金属粉末与有机粘结剂均匀混练，经制粒后在加热塑化状态下用注射成形机注入模腔内固化成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。
2、在喂料制备、注射过程中，粘结剂的选择对注射工艺、脱脂工艺、产品的外观和尺寸都有着极大的影响。现在粉末注射成形工艺中，以塑基粘结剂为主，然而对于粉末注射成形制程而言，塑基粘结剂的各种粘结剂成分在混炼或注射时均暴露在高温及氧化的状态下，无可避免的会发生一些变质和分解，虽然可以通过添加一些抗氧剂来缓解变质劣化问题，但是聚甲醛在混炼注射时仍很容易裂解而散发出刺鼻的甲醛的味道，当喂料需要高温下混炼和注射时这种问题尤为明显，极大的损害工人的身体健康。此外目前的塑基粘结剂的流动性并不高，容易造成模具、螺杆等设备的损耗。
3、为此，有必要开发一种新的粘结剂体系，以便减少或免除聚甲醛等有机物的使用，减少环境污染和安全风险。
技术实现思路
1、本发明的第一个目的是提供一种粉末注射成形用粘结剂，其脱离了现有的塑基粘结剂，免除了聚甲醛的使用，同时其能够减少注射环节和脱脂环节的工艺难度和能耗，有利于减少环境污染和安全风险。
2、实现本发明第一个目的的技术方案是：本发明中粉末注射成形用粘结剂，按照重量百分比包括24-46％的水，20-30％的骨架剂，30-40％的聚多巴胺，2-3％的分散剂，2-3％的润滑剂。
3、粘结剂中水的含量与聚多巴胺的含量成正比例关系，聚多巴胺可以与水以氢键的方式结合，聚多巴胺越多，能结合的水分子就越多。并且由于聚多巴胺结构中存在大量的邻苯二酚和一、二级胺使得聚多巴胺具有超强的结合力可以使粘结剂中的各种组分和金属粉末牢固的结合在一起。
4、进一步，上述聚多巴胺通过多巴胺在tris-hcl缓冲液中室温聚合24小时所制得。
5、进一步，上述tris-hcl缓冲液的ph＝8.5，50-100mg/ml。在该条件下多巴胺发生环化反应形成吲哚结构,进而形成聚多巴胺。
6、本发明的第二个目的是提供一种粉末注射成形用喂料，其具有粉末均匀性和流动性好，在注射时可以使用较低的注射温度、模具温度和注射压力，即可保证产品成形质量和精度。
7、实现本发明第二个目的的技术方案是：本发明中粉末注射成形用喂料，包括混合均匀的粉末和上述的粉末注射成形用粘结剂；所述粘结剂占喂料的体积百分比为30％-70％，其余为粉末。在此范围内喂料的粘度适中，适合注射使用，若粘结剂比例小于该范围则金属粉末含量过多，与粘结剂之间的结合不牢，若粘结剂的比例超过该范围，则注射出的生坯密度低，易导致脱脂时发生塌陷，形变且烧结后尺寸收缩率过大、尺寸稳定性太差。
8、本发明利用聚多巴胺与骨架剂、粉末、润滑剂等成分之间的强交互作用使得喂料中的各个成分混炼均匀，同时大量的聚多巴胺与骨架剂之间相互交联形成三维的网状结构，这样可以使水分子与整个粘结剂体系结合的更为牢固，同时也为后续注射坯提供了一定的强度。
9、进一步，上述粉末为316l不锈钢粉末或17-4ph不锈钢粉末。
10、本发明的第三个目的是提供一种粉末注射成形工艺，其通过上述粉末注射成形用喂料，在注射时可以使用较低的注射温度、模具温度和注射压力，即可保证产品成形质量和精度，同时能够减少模具和螺杆的损耗，节约能源。同时在脱脂过程中由于水的蒸发温度较低，可以缩短脱脂的时间的脱脂的难度，无需再使用硝酸、草酸等复杂工艺进行催化再脱脂，并且水的使用成本较低。
11、实现本发明第三个目的的技术方案是：本发明中粉末注射成形工艺，包括以下步骤：
12、s1、喂料制备：制备上述的粉末注射成形用喂料；
13、s2、成形：将步骤s1制备的粉末注射成形用喂料置于粉末注射成形机中，通过注射成形制备获得注射坯；其中在注射时，注射压力为60～140mpa，注射速度为50-200mm/s，注射温度为60-130℃；
14、s3、烘干：将注射坯放入烘箱中，进行脱水处理，使水分蒸发，获得烘干坯；
15、s4、脱脂：对烘干坯进行脱脂，形成脱脂坯；
16、s5、烧结：将脱脂坯置于连续烧结炉中，进行烧结获得烧结坯。
17、进一步，上述步骤s3中，烘干水分的烘箱所用温度为70-100℃，烘干时间为1-4小时，，在此温度和时间下水可以以适当的速度分解，低于此范围则分解速度太慢耗时太长，高于此范围则分解速度过快导致产品出现鼓包等缺陷。
18、作为变形设计，所述步骤s4中，脱脂温度为500～700℃，脱脂时间t≥(240+60*h)min，其中h为复杂零件的最大壁厚，单位为mm。
19、进一步，上述步骤s4中，将脱脂坯置于连续烧结炉中，在h2气氛下进行烧结，得到烧结坯；烧结温度t控制在1170—1390℃，保温时间为2-2.5小时。
20、本发明具有积极的效果：(1)本发明中粘结剂免除了聚甲醛等有机物的使用，从而减少环境污染和安全风险。
21、(2)本发明中的粘结剂在其参与喂料制备后，粘结剂中水的含量与聚多巴胺的含量成正比例关系，聚多巴胺可以与水以氢键的方式结合，聚多巴胺越多，能结合的水就越多。并且由于聚多巴胺结构中存在大量的邻苯二酚和一、二级胺使得聚多巴胺具有超强的结合力可以使粘结剂中的各种组分和金属粉末牢固的结合在一起。而且通过骨架剂、分散剂、润滑剂等成分能够进一步提升注射坯的结构稳定性和均匀性，为产品注射成形提供有利条件。
22、(3)本发明中粘结剂利用水的特性，即水的流动性和渗透性较好，从而提高喂料的充填性和均匀性，在注射时可以使用较低的注射温度、模具温度和注射压力，并能够保证产品成形质量和精度。同时在之后的脱脂过程中由于水的蒸发温度较低，可以缩短脱脂的时间的脱脂的难度，无需再使用硝酸、草酸等复杂工艺进行催化再脱脂，并且水的使用成本较低。以上因素皆证明使用水作为粘结剂的组分可以节约生产能源和时间，提高企业经济效益。
1.一种粉末注射成形用粘结剂，其特征在于：按照重量百分比包括24-46％的水，20-30％的骨架剂，30-40％的聚多巴胺，2-3％的分散剂，2-3％的润滑剂。
2.根据权利要求1所述的一种粉末注射成形用粘结剂，其特征在于：所述聚多巴胺通过多巴胺在tris-hcl缓冲液中室温聚合24小时所制得。
3.根据权利要求2所述的一种粉末注射成形用粘结剂，其特征在于：所述tris-hcl缓冲液的ph＝8.5，50-100mg/ml。
4.一种粉末注射成形用喂料，其特征在于：包括混合均匀的粉末和根据权利要求1或2或3所述的粉末注射成形用粘结剂；所述粘结剂占喂料的体积百分比为30％-70％，其余为粉末。
5.根据权利要求4所述的一种粉末注射成形用喂料，其特征在于：所述粉末为316l不锈钢粉末或17-4ph不锈钢粉末。
6.一种粉末注射成形工艺，其特征在于包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的粉末注射成形工艺，其特征在于：所述步骤s3中，烘干水分的烘箱所用温度为70-100℃，烘干时间为1-4小时。
8.根据权利要求6所述的粉末注射成形工艺，其特征在于：所述步骤s4中，脱脂温度为500～700℃，脱脂时间t≥(240+60*h)min，其中h为复杂零件的最大壁厚，单位为mm。