金属腔形制件的注塑成型方法

专利名称：金属腔形制件的注塑成型方法
技术领域：
本发明涉及金属腔形零件和制品的注塑成型工艺。
用金属(含合金)制造整体的腔型制件，通常采用铸造工艺。近十多年来，粉末冶金制造行业发展了金属制品的注塑成型工艺，为制造腔型制品提供了更为简便易行的途径。但由于用这种工艺制造腔形金属制品对型芯提出了特殊的要求既要能够较方便地取出(去除)，又要保证制件的质量，而且腔形越复杂，要求也就越高，因而使这种工艺的推广应用受到了限制。可见，型芯的制造与去除是金属腔形制件采用注塑工艺制造的主要技术关键。日本专利《空心制品的成形方法》(专利号平1-285579)采用低熔点合金制造型芯，用熔化法去除型芯。低熔点合金比重大，刚度差，因而该专利技术采用了较复杂的支撑结构，且不能制造薄壁和复杂腔形的制件。原苏联专利《带腔铁基粉末冶金制造方法》(专利公开号SU1502191)用酰胺制芯和燃烧去芯。显然，这种方法存在燃烧的空气污染和温度过高时影响制件质量的问题，特别是不适于制造大腔薄壁制品。
本发明的目的是找到适宜的制芯材料和去芯办法，满足金属腔形制造工艺对型芯的既要保证制件质量又要易于去除的要求，从而促进注塑工艺在腔形金属制件生产上的推广应用。
本发明的腔型金属制件注塑成形方法，系将金属粉末原料与热塑性粘结剂的均匀混合物注入到嵌有高分子材料型芯的模具型腔中，然后用溶剂将型芯溶解去除，从而得到腔形制件。
所采用的可溶性高分子材料可为下列材料之一聚乙烯醇;聚甲基丙烯酸甲酯;尼龙;ABS工程塑料;聚苯乙烯;聚甲醛;聚碳酸酯。所采用的溶剂可为水或有机溶剂，如苯;丙酮;乙二醇;乙酸乙酯;三氯乙烷;乙酸;汽油;氯仿等。制造型芯可用常规的注射成形、压缩成形、机械加工等;去除型芯采用浸泡加搅拌的方法。
下面结合附图举例说明

图1(a)为金属粉末(原料)与热塑粘结剂的均匀混合物，其在一定的温度和压力下具有流动性，可用注塑机注入到由型箱和型芯组成的模具型腔中;(b)为型芯;(c)为合箱后注塑的腔形制品;(d)为用溶剂去除型芯;(e)为制成后的腔形制品〈C～e为剖视〉。所采用的型芯材料及相应溶剂实际组合为(1)ABS塑料与丙酮或乙酸乙酯;(2)聚乙烯醇与水或乙二醇;(3)尼龙与乙酸;(4)聚甲基丙烯酸甲酯与丙酮或三氯乙烷。制芯用注射或机械加工方法;去除型芯用相应溶剂浸泡方法。浸泡时间以将型芯去除为限，一般为12～48小时;温度为室温。
图2用本方法制造的喷气织机上的关键零件-喷嘴。
溶芯后的溶液通过蒸馏回收溶剂，剩余的高分子材料可再生利用，整个工艺过程基本上不会产生废液废渣污染;若尽量不用苯、氯仿等，也可避免接触有毒物质。
本方法已在管道式喷气织机上应用，用本方法也可以制造硬质合金、陶瓷等制品。
同已有的腔形制件制造工艺相比，本发明方法具有明显的优点(1)可以方便地制造腔形任意复杂的腔形制品;(2)效率高，适合于各种批量的生产;(3)成本低;(4)无污染。
权利要求
1.一种腔形金属制件的注塑成形方法，将金属粉末原料与热塑性粘结剂的混合物注入到嵌有型芯的模具型腔中，其特征是a.型芯由可溶性高分子材料制造；b.用溶剂将制件坯料中的型芯溶解去除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所用的高分子材料为下列材料之一聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸甲酯，尼龙，ABS工程塑料，聚苯乙烯，聚甲醛，聚碳酸酯。
3.如权利要求1、2所述的方法，其特征是所用的溶剂为水或有机溶剂，如苯，丙酮，乙二醇，乙酸乙酯，三氯乙烷，乙酸，汽油，氯仿等。
全文摘要
腔形金属制品的注塑成型方法，其技术关键是型芯的选材和制件成型后型芯的去除。本发明提供了用可溶性高分子材料制造型芯和用相应溶剂浸泡溶去型芯的方法，可制造腔形任意复杂的腔形金属(含合金)制品，且具有操作简便、成本低廉、不污染环境等优点。
文档编号B22F3/22GK1106324SQ9410099
公开日1995年8月9日 申请日期1994年2月7日 优先权日1994年2月7日
发明者方金华 申请人:北京粉末冶金研究所